KR20010083041A - Methods and apparatus for confocal interference microscopy using wavenumber domain reflectometry and background amplitude reduction and compensation - Google Patents

Methods and apparatus for confocal interference microscopy using wavenumber domain reflectometry and background amplitude reduction and compensation Download PDF

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Abstract

대상(112)의 위에 및/또는 내의 영역의 인-포커스 이미지는 프로브 빔(P22B)과 광대역 포인트 소스(90)로부터의 기준 빔(R22B)을 발생하고, 기준 빔(R32B)내에 비대칭 공간 특질을 발생하고, 프로브 빔을 영역내의 라인에 인-포커스 빔으로 변환하고, 인-포커스 리턴 프로브 빔을 발생하고, 그리고 인-포커스 리턴 프로브 빔(P32B)내에 비대칭적인 공간 특질을 발생함으로써 대상의 이미지 정보내에서 에러를 감소하기 위하여 아웃-오브-포커스 이미지와 분별된다. 그리고, 인-포커스 리턴 프로브 빔은 공간적으로 필터링(P42A)되고 그것(P42C)을 검출기 시스템(114)의 검출 플레인 내의 라인으로 초점을 맞추기 위하여 분산 소자를 통하여 지나간다. 기준 빔은 공간적으로 필터링(R42A)되고 그것(R42C)을 검출 플레인 내의 라인으로 초점을 맞추기 위하여 분산 소자를 통하여 나아간다. 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔은 공간적으로 필터링(P62A)되고 분산 소자(P62C)를 통하여 나아간다. 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된 기준 빔(R42C)은 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔(P62C)과 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된 인-포커스 리턴 프로브 빔(P42C)과 간섭한다. 공간적으로 필터링된 인-포커스 리턴 프로브 빔(P42C)의 진폭은 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된 기준 빔과 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된(R42C) 인-포커스 리턴 프로브 빔(P42C) 사이의 간섭항으로 검출시스템(114)에 의해 검출된다. 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된 아웃-오브-포커스 이미지 빔(P62C)의진폭과 검출기 플레인내에 공간적으로 필터링된 기준 빔(R42C)의 진폭사이의 간섭항의 진폭은 따라서 공간적으로 감소되고, 대상의 이미지 정보를 나타내기 위하여 검출기 시스템(114)에 의해 처리된 데이터내의 에러를 감소한다.An in-focus image of the region above and / or within the object 112 generates a reference beam R22B from the probe beam P22B and the broadband point source 90 and produces an asymmetric spatial feature in the reference beam R32B Focus return beam, and generates an asymmetrical spatial property in the in-focus return probe beam P32B by converting the probe beam into an in-focus beam in the area, generating an in-focus return probe beam, Of-focus image in order to reduce errors in the image. The in-focus return probe beam is then spatially filtered (P42A) and passed through the dispersive element to focus it (P42C) onto a line in the detection plane of the detector system 114. [ The reference beam is spatially filtered (R42A) and travels through the dispersive element to focus it (R42C) onto the line in the detection plane. The beam from the out-of-focus image point is spatially filtered (P62A) and advanced through the dispersive element (P62C). A reference beam R42C that is spatially filtered in the detector plane is incident on the beam spot P62C from the out-of-focus image point spatially filtered in the detector plane and the in-focus return probe beam P42C spatially filtered in the detector plane. Lt; / RTI > The amplitude of the spatially filtered in-focus return probe beam P42C is the interference term between the reference beam spatially filtered in the detector plane and the in-focus return probe beam P42C spatially filtered (R42C) in the detector plane Is detected by the detection system 114. The amplitude of the interference term between the amplitude of the out-of-focus image beam P62C spatially filtered in the detector plane and the amplitude of the spatially filtered reference beam R42C in the detector plane is thus spatially reduced and the image information of the object To reduce errors in the data processed by the detector system 114 to indicate < RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

Description

파수 도메인 반사측정과 배경 진폭 감소 및 보상을 사용한 공초점 간섭 마이크로스코피용 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR CONFOCAL INTERFERENCE MICROSCOPY USING WAVENUMBER DOMAIN REFLECTOMETRY AND BACKGROUND AMPLITUDE REDUCTION AND COMPENSATION}[0001] METHODS AND APPARATUS FOR CONFOCAL INTERFERENCE MICROSCOPY USING WAVENUMBER DOMAIN REFLECTOMETRY AND BACKGROUND AMPLITUDE REDUCTION AND COMPENSATION [0002]

본 발명은, 대상(object)의 인-포커스(in-focus) 이미지 또는 대상의 단면을 빠르고 정확하게 만드는 기술에 관한 것이며, 통계적 에러와 계통(systematic)에러에 관한 아웃-오브-포커스(out-of-focus) 전경 및/또는 배경 광원으로부터의 광 신호의 효과는 대부분 제거된다. 공초점(confocal)및 공초점 간섭 마이크로스코피(confocal interference microscopy)는 예를 들면, 생명 과학, 생물학적 샘플의 연구, 산업조사, 반도체 계측학(metrology)등과 같은 많은 응용분야를 찾을 수 있다. 상기 장비들은 독특한 3차원 이미징 능력이 있기 때문이다.The present invention relates to a technique for making an in-focus image of an object or a cross-section of an object fast and accurate and to provide an out-of-focus method for statistical errors and systematic errors. -focus) The effect of the optical signal from the foreground and / or background light source is largely eliminated. Confocal and confocal interference microscopy can find many applications such as, for example, life sciences, biological sample research, industrial research, and semiconductor metrology. This is because the devices have a unique 3D imaging capability.

다-차원 이미징(multi-dimensional imaging)이 가장 어려운 때는, 아마도, 아웃-오브-포커스 이미지의 배경이 인-포커스 이미지 신호보다 상당히 클 때이다.두꺼운 샘플, 특히, 공초점 시스템이 송신모드가 아닌 반사모드에서 작동할 때 이런 상황이 자주 일어난다.When multi-dimensional imaging is the most challenging, perhaps when the background of the out-of-focus image is significantly larger than the in-focus image signal. Thick samples, particularly those in which the confocal system is not in transmit mode This is often the case when operating in reflective mode.

일반적으로, 3차원 마이크로스코픽 표본(microscopic specimens)의 볼륨 특성을 결정하는 데 있어서 두 가지 접근법이 있다. 이 두 가지 접근법은 종래의 마이크로스코피와 초점 마이크로스코피에 기초를 두고있다. 일반적으로, 종래의 마이크로스코피 접근법은, 공 초점 마이크로스코피 접근법과 비교 할 때, 데이터를 얻는 시간은 덜 요구되지만 3차원 이미지를 위한 데이터를 처리하는 시간이 더 많이 요구된다.In general, there are two approaches to determining the volume characteristics of a three-dimensional microscopic specimen. Both approaches are based on conventional microscopy and focus microscopy. In general, conventional microscopy approaches require more time to process data for a three-dimensional image, although less time is required to obtain the data as compared to the confocal microscopy approach.

종래의 이미징 시스템에서, 이미지로 되는 대상의 일부분이 최적의 초점 위치로부터의 축에서 벗어날 때, 이미지 콘트라스트(contrast)는 감소되지만 밝기를 일정하게 유지하므로, 이미지의 위치를 벗어난 아웃-오브-포커스 부분은 대상의 초점이 맞은 부분의 시야를 방해한다.In conventional imaging systems, when a portion of an object to be imaged deviates from an axis from an optimal focus position, the image contrast is reduced but the brightness is kept constant, so that out- Interferes with the field of view of the object in focus.

만약 상기 이미징 시스템의 포인트-스프레드(point-spread)기능을 알고 있고 대상의 각각의 독립적인 부분에 대한 이미지를 얻는다면, 공지의 컴퓨터 알고리즘을 상기 얻어진 이미지에 적용하여, 아웃-오브-포커스 광에 의한 신호를 효과적으로 없애고 단지 인-포커스 데이터만을 포함하는 이미지를 만든다. 상기 공지의 컴퓨터 알고리즘은, 컴퓨터 디컨벌루션(computer deconvolutions)으로 언급되는 여러 가지 독특한 타입들이 있으며, 일반적으로 원하는 통계적 정확도를 얻기 위해서는 비싼 컴퓨터 장비와, 상당한 계산시간과 상당한 양의 데이터를 요한다.If a known point-spread function of the imaging system is known and an image of each independent portion of the object is obtained, then a known computer algorithm may be applied to the obtained image to produce out- Effectively producing an image containing only the in-focus data. The known computer algorithms are of various distinct types, referred to as computer deconvolutions, and generally require expensive computer equipment and considerable computation time and a significant amount of data to achieve the desired statistical accuracy.

와이드 필드 방법(WFM)(wide field method)은 관심 있는 볼륨을 통과하는 인접한 초점 플레인의 이미지 세트를 연속적으로 얻기 위해서 종래의 마이크로스코프를 사용한다 [D.A. Agard and J.W. Sedat, " Three-Dimensional Analysis of Biological Specimens Utilizing Image Processing Techniques," proc. soc. photoOpt. Instrum. Eng., SPIE, 264, 110-117, 1980; D.A. Agard, R.A.Steinberg, and R. M. Stroud, "Quantitative Analysis of Electrophoretograms: A Mathematical Approach to Super-Resolution," Anal. Biochem. 111, 257-268, 1981; D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, "Fluorescence Microscopy in Three Dimensions," Methods Cell Biol. 30, 353-377, 1989; D. A. Agard, "Optical Sectioning Microscopy: Cellular Architecture in Three Dimensions,"Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 13, 191-219, 1984; Y. Hiraoka, J. W. Sedat, and D. A. Agard, " The use of a Charge-coupled Device for Quantitative Optical Microscopy of Biological Structures, "Sci. 238, 36-41, 1987; W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, "Two-Phton Laser Scanning Fluorescence Microscopy," Sci. 248, 73-76, 1990]. 각각의 이미지는, 냉 전하-결합 디바이스(cooled charge-coupled device)(CCD)이미지 센서(J. Kristian and M. Blouke, "Charge-coupled Devices in Astronomy,"Sci. Am. 247, 67-74, 1982)를 사용하여 기록되며 인-포커스 이미지 플레인과 아웃-오브-포커스 플레인 양자로부터의 데이터를 포함한다.The wide field method (WFM) uses a conventional microscope to successively acquire a set of images of adjacent focus planes passing through a volume of interest (D. Agard and J.W. Sedat, " Three-Dimensional Analysis of Biological Specimens Utilizing Image Processing Techniques, " proc. soc. photoOpt. Instrum. Eng., SPIE, 264, 110-117, 1980; D.A. Agard, R. A. Steinberg, and R. M. Stroud, "Quantitative Analysis of Electrophoretograms: A Mathematical Approach to Super-Resolution," Anal. Biochem. 111, 257-268, 1981; D. A. Agard, Y. Hiraoka, P. Shaw, and J. W. Sedat, " Fluorescence Microscopy in Three Dimensions, " Methods Cell Biol. 30, 353-377, 1989; D. A. Agard, " Optical Sectioning Microscopy: Cellular Architecture in Three Dimensions, " Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 13, 191-219, 1984; Y. Hiraoka, J. W. Sedat, and D. A. Agard, " The Use of a Charge-coupled Device for Quantitative Optical Microscopy of Biological Structures, " Sci. 238, 36-41, 1987; W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, " Two-Phon Laser Scanning Fluorescence Microscopy, " 248, 73-76, 1990). Each image was captured using a cooled charge-coupled device (CCD) image sensor (J. Kristian and M. Blouke, "Charge-coupled Devices in Astronomy," Sci. Am. 247, 67-74, 1982) and includes data from both the in-focus image plane and the out-of-focus plane.

레이저 컴퓨티드 토모그래피(laser computed tomography)의 기술은 종래의 마이크로스코프를 사용하여 구현된다. 논문[S. Kawata, O. Nakamura, T, Noda, H.Ooki, K Ogino, Y. Kuroiwa, S. Minami "Laser Computed - Tomography Microscope," Appl. Opt. 29, 3805-3809(1990)]에서 논의된 시스템은, X-ray 컴퓨티드 토모그래피의 기술과 밀접하게 관련된 원리에 근거하긴 하지만, 2차원 슬라이스 재구성보다는 3차원 볼륨 재구성을 사용한다. 두꺼운 3차원 샘플의 투사된 이미지는 경사 조명 광학(oblique illumination optics)으로 개선된 종래의 송신 마이크로스코프로 수집되며, 샘플 내부의 3차원 구조는 컴퓨터에 의해 재구성된다. 여기에서, 상기 데이터는, 3차원 이미지용 데이터를 처리하기 위해 요구되는 시간과 비교할 때 짧은 시간이 요구된다. Kawata et al., ibic.,에 의한 실험에서, 80x80x36-복셀(voxel) 재구성은 모든 투사물을 수집하는 데 수분이 필요하며 이 투사물을 미니컴퓨터에 송신한다. 이때, 초당 20million 플로팅 포인트 연산(MFLOPS)의 속도로, 벡터 프로세서를 사용하더라도, 이미지의 디지털 재구성을 위해서는 대략 30분이 요구된다.The technology of laser computed tomography is implemented using conventional microscopes. [S. Kawata, O. Nakamura, T. Noda, H. Ooki, K. Ogino, Y. Kuroiwa, S. Minami "Laser Computed - Tomography Microscope," Appl. Opt. 29, 3805-3809 (1990)] uses a three-dimensional volume reconstruction rather than a two-dimensional slice reconstruction, although based on a principle closely related to the technology of X-ray computed tomography. The projected image of the thick three-dimensional sample is collected into an improved conventional transmission microscope with oblique illumination optics, and the three-dimensional structure inside the sample is reconstructed by the computer. Here, the data requires a short time when compared with the time required to process data for a three-dimensional image. In an experiment by Kawata et al., Ibic., An 80x80x36-voxel reconstruction requires moisture to collect all projections and sends the project to a minicomputer. At this time, at the rate of 20 milion floating point calculation (MFLOPS), even if a vector processor is used, approximately 30 minutes is required for digital reconstruction of the image.

종래의 포인트 또는 핀홀-공초점 마이크로스코프(point or pinhole-confocal microscope)에서, 포인트 소스로부터의 광은 스폿(spot)이라고 알려진 매우 작은 공간내에서 초점이 맞추어진다. 마이크로스코프는 스폿으로부터 반사되거나 산란 된 광 또는 스폿을 통하여 포인터 검출기로 송신된 광의 초점을 맞춘다. 반사 포인트-공초점 마이크로스코프(reflecting point-confocal microscope)에서, 입사 광은 스폿안에서의 샘플부분에 의해 반사되거나 다시 산란된다. 스폿밖에서의 샘플에 의해 반사되거나 다시 산란된 광은 검출기상에서 초점이 잘 맞지 않으므로 퍼져서 포인트 검출기는 단지 반사 광 또는 다시 산란된 광의 작은 부분만을 수신하게 된다.송신 포인트-공초점 마이크로스코프(transmitting point-confocal microscope)에서, 입사 광은, 스폿안에서의 샘플부분에 의해 산란되거나 흡수되지 않으면, 송신된다. 일반적으로, 포인트 소스와 포인트 검출기는 핀홀을 가진 마스크(masks)를 종래의 광원과 종래의 검출기의 앞에 위치시키는 것에 의해 각각 근접된다.In conventional point or pinhole-confocal microscopes, light from a point source is focused within a very small space known as a spot. The microscope focuses light that is reflected or scattered from the spot or transmitted through the spot to the pointer detector. Reflection Point - In a reflecting point-confocal microscope, the incident light is reflected or scattered by the sample portion in the spot. The light reflected or scattered back by the sample outside the spot is spread out because it is out of focus on the detector and the point detector will only receive a small portion of the reflected light or again scattered light. The transmitting point- confocal microscope, the incident light is transmitted if it is not scattered or absorbed by the sample portion in the spot. Generally, the point sources and point detectors are each brought close to each other by placing masks with pinholes in front of conventional detectors and conventional light sources.

유사하게, 종래의 슬릿-공초점 마이크로스코프 시스템(slit-confocal microscope system)에서, 라인 소스로부터의 광은 또한 스폿이라고 알려진 매우 좁고 기다란 공간으로 초점이 맞추어 진다. 상기 슬릿-공초점 마이크로스코프는 스폿으로부터 반사되거나 산란된 광 또는 스폿을 통하여 라인 검출기로 송신된 광의 초점을 맞춘다. 상기 라인 소스와 라인 검출기는, 슬릿을 가진 마스크를 종래의 광원과 종래의 검출기 열 앞에 사용함으로써 각각 근접된다. 대안으로는, 라인 소스는 초점이 맞은 레이저 빔을 이미지화 또는 조사되는 대상을 가로질러서 스위핑(sweeping)하는 것에 의해 근접된다.Similarly, in a conventional slit-confocal microscope system, light from a line source is also focused into a very narrow, long space known as a spot. The slit-confocal microscope focuses the light reflected or scattered from the spot or transmitted through the spot to the line detector. The line source and the line detector are approximated by using a mask having a slit before a conventional light source and a conventional detector row, respectively. Alternatively, the line source is approximated by sweeping the focused laser beam across the object to be imaged or irradiated.

대상의 작은 부분만이 공초점 마이크로스코프에 의해 이미지로 되기 때문에, 대상의 2차원 또는 3차원 모습을 완벽히 구성할 수 있는 충분한 이미지 데이터를 얻기 위해서는 이미지화되는 대상은 움직여야 하고 또한 소스 및 검출기도 움직여야 한다. 상기 슬릿-공초점 시스템은, 2차원 이미지 데이터의 연속적인 라인을 얻기 위해서는, 슬릿에 대하여 수직방향으로 선형적으로 대상을 움직인다. 한편, 단지 하나의 핀홀을 가진 포인트-공초점 시스템은 이미지 데이터의 3차원 세트를 얻기 위해서는 2차원 방식으로 움직여져야 한다. 상기 로 이미지 데이터(raw image data)는, 전형적으로 저장된 후에, 조사되고 이미지화되는 대상의 2차원 단면으로부터 3차원 이미지로 처리된다. 종래의 마이크로스코프에 관련된 아웃-오브-포커스 이미지의 저하된 감도는 주어진 데이터량에 대한 통계적 정확도를 개선시키고, 프로세싱 연산은, 프로세싱 데이터가 종래의 마이크로스코피 접근법으로 얻어질 때에 비하여, 상당히 간단해진다.Since only a small portion of the object is imaged by the confocal microscope, in order to obtain sufficient image data to completely construct a two- or three-dimensional image of the object, the imaged object must move and the source and detector must also move . The slit-confocal system moves the object linearly in a direction perpendicular to the slit to obtain a continuous line of two-dimensional image data. On the other hand, a point-confocal system with only one pinhole must be moved in a two-dimensional manner to obtain a three-dimensional set of image data. The raw image data is typically processed and then processed into a three-dimensional image from a two-dimensional cross-section of the object to be illuminated and imaged. The reduced sensitivity of the out-of-focus image associated with conventional microscopes improves the statistical accuracy for a given amount of data and the processing operations are significantly simpler than when the processing data is obtained with a conventional microscopic approach.

텐덤 스캔닝 광 마이크로스코프(TSOM)(Tandem Scanning Optical Microscope)로 알려진 시스템에서, 조명의 나선형 패턴(spiral pattern)과 검출기 핀홀은 니포우 디스크(Nipkow disk)로 에칭되고, 상기 디스크가 회전할 때 고정된 대상 전체는 2차원으로 스캔된다[cf. M. Petran and M.Hadravsky, "Tandem-scanning Reflected-Light Microscope, "J. Opt. Soc. A. 58(5), 661-664(1968); G. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, "Real-Time Confocal Scanning Optical Microscope," Appl. Phys. Lett. 53, 716-718(1988)]. 광 프로세싱에 의해서, 상기 TSOM은 기본적으로 한번에 2차원 단면의 한 포인트를 효과적으로 스캔하는 수단을 가진 단일 포인트 공초점 마이크로스코프이다. 2차원 이미지를 공초점 배열로 얻기 위해서 필요한 스캔의 양을 줄이기 위한 두 가지 기술의 예는 논문[H. J. Tiziani H. -M. Uhde, "Three-Dimensional Analysis by a Microlens-Array Confocal Arrangement," Appl. Opt. 33(4), 567-572(1994); P. J. Kerstens, J. R. Mandeville F. Y. Wu, "Tandem Linear Scanning Confocal Imaging System with Focal Volumes at Different Heights,"(U.S. Pat. NO. 5,248,876 issued Sept. 1993)]에서 발견된다. Tiziani와 Uhde ibid의 마이크로렌즈-어레이 공초점 배열은, 공초점 구성에서 멀티-핀홀 소스와 멀티-엘리먼트 검출기를 사용하는 것처럼, 아웃-오브-포커스 이미지를 변별한다. 이러한 시스템에서는 동시에 많은 초점을 시험할 수 있지만 아웃-오브-포커스 이미지에 대한 변별에서는 떨어진다. 마이크로렌즈의 덴서티가 높을수록 시스템의 아웃-오브-포커스 이미지에 대한 변별 능력은 그만큼 안 좋아지므로, 결과적으로 3차원 이미지를 만들기 위해서 요구되는 컴퓨터 디컨벌루션의 복잡성과 비용은 증가된다. 더욱이, Tiziani 와 Uhde ibid.의 시스템은 축 범위에 상당한 제한이 있다. 이 범위는 마이크로렌즈의 초점 길이를 초과하며, 이것은 주어진 개구수를 위한 마이크로렌즈의 직경에 비례한다. 그래서, 마이크로렌즈의 덴서티가 증가할 수 록 이와 연관되어 허용되는 축 범위가 감소된다.In a system known as the Tandem Scanning Optical Microscope (TSOM), the spiral pattern of the illumination and the detector pinhole are etched into a Nipkow disk, The entire subject is scanned in two dimensions [cf. M. Petran and M. Hadravsky, " Tandem-scanning Reflected-Light Microscope, " Opt. Soc. A. 58 (5), 661-664 (1968); G. Xiao, T. R. Corle, and G. S. Kino, " Real-Time Confocal Scanning Optical Microscope, " Appl. Phys. Lett. 53, 716-718 (1988). By optical processing, the TSOM is basically a single-point confocal microscope with means for effectively scanning a point of a two-dimensional cross-section at a time. Examples of two techniques for reducing the amount of scans required to obtain a two-dimensional image in confocal alignment are described in [H. J. Tiziani H. -M. Uhde, "Three-Dimensional Analysis by a Microlens-Array Confocal Arrangement," Appl. Opt. 33 (4), 567-572 (1994); P. J. Kerstens, J. R. Mandeville F. Y. Wu, "Tandem Linear Scanning Confocal Imaging System with Focal Volumes at Different Heights," (U.S.Pat.No.5,248,876 issued Sept. 1993). The microlens-array confocal arrangement of Tiziani and Uhde ibid distinguishes out-of-focus images, such as using multi-pinhole sources and multi-element detectors in a confocal configuration. These systems can test many focal points at the same time, but they do not distinguish between out-of-focus images. As the densities of microlenses increase, the ability to differentiate out-of-focus images of the system becomes less good, resulting in increased complexity and cost of computer deconvolution required to produce a three-dimensional image. Moreover, the systems of Tiziani and Uhde ibid. Have significant limitations on the axis range. This range exceeds the focal length of the microlens, which is proportional to the diameter of the microlens for a given numerical aperture. Thus, as the densities of the microlenses increase, the allowable range of axes associated therewith is reduced.

Kerstens et al., ibid 시스템은, 공초점 배열에서 동시에 많은 수의 포인트를 허용하기 위해서 많은 핀홀과 매칭 핀포인트 검출기(matching pinpoint detectors)를 결합시킨다. 그러나, 상술한 것처럼, 이러한 장점은 아웃-오브-포커스 이미지에 대한 변별과 절충하고 결과적으로 요구되는 연속적인 컴퓨터 디컨벌루션의 비용과 복잡성이 증가된다. 핀홀의 덴서티가 높으면 높을 수 록 시스템이 아웃-오브-포커스 이미지를 변별하는 능력이 나빠진다. 가장 높은 변별성은 단지 하나의 핀홀만을 사용할 때 달성될 수 있다.Kerstens et al., Ibid systems combine many pinholes and matching pinpoint detectors to allow a large number of points at the same time in a confocal array. However, as described above, this advantage increases the cost and complexity of compromising the discrimination for out-of-focus images and resulting sequential computer deconvolution. The higher the pinhole densities are, the worse the system will fail to distinguish out-of-focus images. The highest discrimination can be achieved when using only one pinhole.

전자공학의 조사에 대한 공초점 마이크로스코프의 응용은, 논문[T. Zapf R. W. Wijnaendts-van-Resandt, "Confocal Laser Microscope For Submicron Structure Measurement, " Microelectrontc Engineering 5, 573-580(1986)]및 논문[J. T. Lindow S. D. Bennett, I. R. Smith, "Scanned Laser Imaging for Integrated Circuit Metrology," SPIE, 565, 81-87(1985)]에 제시되어 있다. 공초점 시스템에의해 제공되는 축 변별은 공 초점시스템을 반도체 제조 환경하에서 유용하게 한다. 예를 들면, 그러한 공초점 시스템은 코팅과 구조물의 박리(delamination), 블리스터(blisters),및 두께처럼 높이에 의존하는 특성의 개선된 조사를 제공할 수 있다. 그러나, 전자공학의 조사를 위한 공초점 이미징 시스템을 사용과 관련된 몇가지 문제점이 있다. 예를 들면, 단일 핀홀 시스템은 두가지 방향에서 대상을 스캔하는 시간이 너무 많이 요구된다. 대상에 대한 레이저 빔을 스캔하기 위한 광 시스템은 너무 복잡하며, 상기 TSOM에 사용되는 스피닝 디스크 접근법(spinning disk approach)은 정렬과 메인테이넌스(maintenance)문제를 낳는다.The application of confocal microscopes to the investigation of electronics is described in the paper [T. Zapf R. W. Wijnaendts-van-Resandt, "Confocal Laser Microscope For Submicron Structure Measurement," Microelectronic Engineering 5, 573-580 (1986); T. Lindow, S. D. Bennett, I. R. Smith, "Scanned Laser Imaging for Integrated Circuit Metrology," SPIE, 565, 81-87 (1985). The shaft discrimination provided by the confocal system makes the confocal system useful in a semiconductor manufacturing environment. For example, such a confocal system can provide improved investigation of height-dependent properties such as delamination of coatings and structures, blisters, and thickness. However, there are several problems associated with using confocal imaging systems for the investigation of electronics. For example, a single pinhole system requires too much time to scan an object in two directions. Optical systems for scanning laser beams on objects are too complex, and the spinning disk approach used in the TSOM results in alignment and maintenance problems.

요구되는 서로 다른 깊이의 슬라이스의 수(그리고 결과적으로 수집되는 이미지 데이터의 양)는 측정되는 높이의 수에 의존하며, 또한 광 시스템의 원하는 높이의 해상도(resolution)와 성능에 의존한다. 전형적인 전자공학 조사를 위하여, 10 내지 100까지의 다른 깊이의 슬라이스의 이미지가 요구될 수 있을 것이다. 더욱이, 여러 컬러 밴드에서 데이터는 재료를 분간하도록 요구될 수 있다. 공초점 이미징 시스템에서, 각각의 원하는 엘리베이션(elevation)을 위해서 독립된 2차원 스캔이 요구될 수 있다. 만약 멀티플 컬러 밴드(multiple color bands)용 데이터가 요구된다면, 각각의 엘리베이션에서 멀티플 2 차원 스캔이 요구된다. 초점 레벨을 시프팅함으로써, 유사한 데이터는 인접한 플레인으로부터 얻을 수 있으며, 3차원 강도(intensity) 데이터 세트가 요구될 수 있다.The number of slices at different depths required (and consequently the amount of image data collected) depends on the number of heights to be measured and also on the resolution and performance of the desired height of the optical system. For a typical electronics survey, images of slices of different depths from 10 to 100 may be required. Moreover, data in multiple color bands may be required to differentiate the material. In confocal imaging systems, independent two-dimensional scans may be required for each desired elevation. If data for multiple color bands is required, multiple 2D scans are required at each elevation. By shifting the focus level, similar data can be obtained from adjacent planes, and a three-dimensional intensity data set may be required.

그래서, 종래의 공초점 마이크로스코피의 어떠한 것도 빠르게 및/또는 신뢰성있는 3차원 토모그래피 이미징을 위해서 특히 조사 및 이미징 분야에서 구성될수 없다.Thus, none of the conventional confocal microscopes can be configured for fast and / or reliable three-dimensional tomographic imaging, especially in the field of irradiation and imaging.

착색된 구성의 농도가 높을 때, 예를 들면 공초점 형광 연구에서, 비록 초점 접근법이 더 정확하면서 더 낫지만, 종래의 마이크로스코피 접근법은 여전히 실용적인 면에서 여러 가지 장점이 있다. 이러한 장점 중 가장 중요한 것은 종래의 마이크로스코피 접근법이 자외선 범위에서 여기되는 염료를 사용할 수 있으며 이러한 염료는 가시광선 범위에서 여기되는 염료보다 훨씬 강하고 효율적이라는 것이다. 비록 자외선(UV) 레이저가 공초점 마이크로스코프의 광원[M. Montag, J. Kululies, R. Jorgens, H. Gundlach, M. F. Trendelenburg, and H. Spring, "Working with the Confocal Scanning UV-Laser Microscope: Specific DNA Localization at High Sensitivity and Multiple-Parameter Fluorescence," J. Microsc(Oxford) 163 (pt. 2), 201-210, 1991; K. Kuba, S, -Y. Hua, and M. Nohmi, "Spatial and Dynamic Changes in IntracellularCa 2+ Measured by Confocal Laser-Scanning Microscopy in Bullfrog Sympatetic Ganglion Cells," Neurosci. Res. 10, 245-259, 1991; C. Bliton, J. Lechleiter and D. E. Clapham, "Optical Modifications Enabling Simultaneous Confocal Imaging With Dyes Excited by Ultraviolet- and Visible-Wavelength Light," J. Microsc. 169(pt. 1), 15-26, 1993] 또는 UV 염료에 결합될 수 있고 또는 자외선 레이저가 투-포톤(two-phton)" 기술을 사용하여 적외선(IR) 광으로 여기될 수 있지만, 이러한 기술들은 상당한 비용이 들고 실용적으로 어렵다.In contrast, for example, in confocal fluorescence studies where the concentration of the colored composition is high, the conventional microscopy approach still has several practical advantages, although the focus approach is more accurate and better. Most important of these advantages is that conventional microscopic approaches can use dyes excited in the ultraviolet range, and these dyes are much stronger and more efficient than dyes excited in the visible range. Although an ultraviolet (UV) laser is the source of the confocal microscope [M. Montag, J. Kululies, R. Jorgens, H. Gundlach, MF Trendelenburg, and H. Spring, "Working with the Confocal Scanning UV-Laser Microscope: Specific DNA Localization at High Sensitivity and Multiple-Parameter Fluorescence, Oxford) 163 (pt.2), 201-210, 1991; K. Kuba, S, -Y. Hua, and M. Nohmi, " Spatial and Dynamic Changes in IntracellularCa 2+ Optical Modifications Enabling Simultaneous Confocal Imaging With Dyes Excited by Ultraviolet-Light Spectroscopy "in Neurosci. Res. 10, 245-259, 1991. C. Bliton, J. Lechleiter and DE Clapham," Measured by Confocal Laser-Scanning Microscopy in Bullfrog Sympathetic Ganglion Cells, and Visible-Wavelength Light, "J. Microsc. 169 (pt. 1), 15-26, 1993] or UV dyes, or an ultraviolet laser can be coupled to the infrared dye using a two- (IR) light, but these techniques are costly and pragmatic.

나아가, 종래의 마이크로스코피 시스템에서 사용되는 냉 전하 결합 디바이스(CCD) 검출기는, 공초점 마이크로스코피 시스템에서의 포토플티플라이어(PMT)처럼, 직렬이 아닌 병렬로 데이터를 수집한다. 결과적으로, 상기 냉 전하 결합 디바이스(CCD)가 성능의 저하없이 더욱 빠르게 판독해 낼 수 있도록 제조될 수 있다면, 종래의 마이크로스코피 시스템의 3차원 데이터 기록율(recording rate)은, 비록 데이터가 실제적으로 3차원 이미지로 보이기 전에 추가적인 딜레이가 있는 컴퓨터 디컨벌루션 컨퓨테이션 수단이 시간을 필요로 하지만, 공초점 마이크로스코피 시스템의 기록율보다 상당히 높다는 것을 나타낼 수 있다.Furthermore, cold charge coupled device (CCD) detectors used in conventional microscopy systems collect data in parallel, rather than serially, like a phototypical pliant (PMT) in confocal microscopy systems. As a result, if the cold-charge coupling device (CCD) can be manufactured to be capable of reading faster without degrading performance, the three-dimensional data recording rate of conventional microscopy systems can be improved, It can be shown that the computer deconvolution con- servation means with additional delay before it appears as a three-dimensional image takes time but is significantly higher than the recording rate of the confocal microscopy system.

통계적 정확도와 관련된 신호-대-잡음비는, 또한 2차원 데이터 어레이를 병렬로 기록하기 위해서 사용하는 CCD 검출기와 슬릿 또는 핀홀 공초점 마이크로스코프를 선택할 때 고려되어야한다. 2차원 CCD 픽셀의 웰 커패시티(well capacity)는 200,000 전자 오더이다. 이것은, PMT의 장치 또는 광기전력 장치(photovoltaic devices)와 같은 다른 광전자방출 검출기(photoemissive detectors)를 사용하여 성취될 수 있는 것과 비교할 때, 단일 노광에서 달성될 수 있는 통계적 정확도를 제한한다. 결과적으로, 초점이 벗어난 배경의 영향이 초점이 맞은 이미지 신호보다 상당히 클때의 응용분야에 적용할 때는, 신호-대-잡음비를 고려하면, 다른 조건들이 동일하다면, 슬릿 공초점 마이크로스코프에서 데이터의 1차원 병렬 기록은 표준 마이크로스코프 구성에서 데이터의 2차원 기록보다 더 성능이 좋고, 단일 핀홀 공초점 마이크로스코프에서 데이터의 점 대 점 기록은 슬릿 공초점 마이크로스코프에서 데이터의 1차원 병렬 기록보다 더 성능이 좋다는 결론이 된다.The signal-to-noise ratio associated with statistical accuracy should also be considered when selecting a CCD detector and a slit or pinhole confocal microscope used to record a two-dimensional data array in parallel. The well capacity of a two-dimensional CCD pixel is 200,000 electron orders. This limits the statistical accuracy that can be achieved in a single exposure, as compared to what can be achieved using other photoemissive detectors such as devices of the PMT or photovoltaic devices. As a result, when applied to applications where the out-of-focus background is significantly larger than the focused image signal, considering the signal-to-noise ratio, if the other conditions are the same, Dimensional parallel recording has better performance than two-dimensional recording of data in a standard microscope configuration, and point-to-point recording of data in a single pinhole confocal microscope is more efficient than one-dimensional parallel recording of data in a slit confocal microscope It is a good conclusion.

신호-대-잡음비처럼 통계적 정확도의 고려가 시스템 선택의 문제에, 즉 표준 마이크로스코프 보다는 슬릿 공초점 마이크로스코프를 슬릿 공초점 마이크로스코프보다는 단일 핀홀 공초점 마이크로스코프처럼, 영향을 미칠 때, 선택된 시스템용 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 잔류 신호(residual signal)가 초점이 맞은 신호에 상당하거나 더 크다. 예를 들면, 광 방사의 산란이 흡수보다 지배적일때의 광 파장에서 생물학적 샘플을 깊게 조사할때이다. 이러한 경우, 데이터를 얻는데 요구되는 시간에 비하여 상당히 긴 컴퓨터 디컨벌루션이 필요하다. 일반적으로 이것은, 아웃-오브-포커스 잔류 신호보다 훨씬 작은 인-포커스 이미지 신호를 찾을 때, 슬릿 공초점 마이크로스코프처럼, 단일 핀홀 공초점 마이크로스코프에 대해서는 맞다는 것에 주목하라.Consideration of the statistical accuracy, such as signal-to-noise ratio, is important for the problem of system selection, when the slit confocal microscope rather than the standard microscope is affected as a single pinhole confocal microscope rather than the slit confocal microscope The residual signal from the out-of-focus image is larger or larger than the focused signal. For example, when the scattering of light radiation is dominant over absorption, it is time to investigate the biological sample deeply. In this case, a considerably longer computer deconvolution is required than the time required to obtain the data. Note that this is generally true for a single pinhole confocal microscope, like a slit confocal microscope, when looking for an in-focus image signal that is much smaller than the out-of-focus residual signal.

PMT(J. B. Pawley, Fundamental and Practical Limits Confocal Light Microscopy," Scanning 13, 184-198, 1991)로부터의 신호보다는 CCD 검출기로부터의 신호를 정확히 디지타이즈하는 것이 더 쉬울지라도, PMT는 정확히 묘사될 수 있는 단일 장치이다. 반면에, CCD는 실질적으로 이산 검출기의 많은 어레이가 있고 동작을 특징지우는 센시티비티와 오프셋에서 픽셀-픽셀 변동을 수집하는 것과 관련된 잡음이 더 있다[Y. Hiraoka, et al., ibid.; J. E. Wampler and K. Kutz, "Quantitative Fluorescence Microscopy Using Photomultiplier Tubes and Imaging Detectors, "Methods Cell Biol. 29, 239-267, 1989; z. Jericevic, B. Wiese, J. Bryan, and L. C. Smith, "Validation of an Imaging System: Steps to Evaluateand Validate a Microscope Imaging System for Quantitative Studies, "Methods Cell Biol. 30, 47-83, 1989]Although it is easier to digitize the signal from the CCD detector than the signal from the PMT (JB Pawley, Fundamental and Practical Limits Confocal Light Microscopy, " Scanning 13, 184-198,1991), the PMT is a single Device. On the other hand, CCDs have substantially more arrays of discrete detectors, and there is more noise associated with collecting pixel-pixel variations at offsets and sensitivities that characterize the operation [Y. Hiraoka, et al., Ibid Jerewicz, B. Wiese, J. Bryan, and LC Smith, " Quantum Fluorescence Microscopy Using Photomultiplier Tubes and Imaging Detectors, " Methods Cell Biol. 29, 239-267, Validation of an Imaging System: Steps to Evaluate and Validate a Microscope Imaging System for Quantitative Studies, " Methods Cell Biol. 30, 47-83, 1989]

3차원 마이크로스코피의 두가지 방법에서 사용된 포토검출기 사이의 상기 차이점은, 완벽한 것은 아니다. 왜냐하면, CCD 검출기는 스피닝 디스크에 홀을 사용함으로써 스캔 기능을 수행하는 공초점 마이크로스코프를 위해서는 최적의 포토검출기이다(Petran, et al., ibid. ; Xiao, et al., ibid.)This difference between the photo detectors used in the two methods of three-dimensional microscopy is not perfect. Because CCD detectors are optimal photo detectors for confocal microscopes that perform scanning functions by using holes in spinning disks (Petran, et al., Ibid., Xiao, et al., Ibid.)

"광 코히어런스-도메인 반사측정(optical coherence-domain reflectometry)"으로 알려진 또 다른 기술은 시스템의 3 차원 특성에 관한 정보를 얻기 위해서 사용된다. 이 방법은 다음 논문에서 기술된다. : (1) "Optical Coherence-Domain Reflectometry: A New Optical Evaluation Technique," by R. C. Youngguist, S. Carr, and D. E. N. Davies, Opt. Lett. 12(3), 158-160(1987); (2) "New Measurement System for Fault Location In Optical Waveguide Devices Based on an interferometric Technique," K. Takada, I. Yokohama, K. Chida, and J. Noda, Appl. Opt. 26(9), pp. 1603-1606(1987); (3) "Guided-Wave Reflectometry with Micrometer Resolution," B. L. Danielson and C. D. Whittenberg, Appl. Opt. 26(14), 2836-2842(1987). OCDR 방법은, 펄스형 광원(pulsed light source) 대신에 짧은 코히어런스 길이를 가진 광대역 지속파원(broadband continuous-wave sources)을 사용한다는 점에서, 코히어런트 광 타임 도메인 반사측정(OTDR)기술과는 다르다. 소스 빔은, 기준 빔을 제공하는 미러로부터 반사된 반사 광과 함께, 내부에 하나의 아암은 움직일 수 있는 미러를 가지고 있고 다른 아암은 테스트되는광 시스템을 포함하는 간섭계(interferometer)로 들어간다. 코히어런트하게 혼합된 상기 두 개의 아암으로부터 반사된 광에서 간섭 신호는 통상적으로 헤테로다인 방법(heterodyne method)에 의해 검출되어 광 시스템에 원하는 정보를 만들어 낸다.Another technique known as " optical coherence-domain reflectometry " is used to obtain information about the three-dimensional characteristics of the system. This method is described in the following paper. : (1) "Optical Coherence-Domain Reflectometry: A New Optical Evaluation Technique," by R. C. Youngguist, S. Carr, and D. E. N. Davies, Opt. Lett. 12 (3), 158-160 (1987); (2) " New Measurement System for Fault Location In Optical Waveguide Devices Based on an Interferometric Technique, " K. Takada, I. Yokohama, K. Chida, and J. Noda, Appl. Opt. 26 (9), pp. 1603-1606 (1987); (3) " Guided-Wave Reflectometry with Micrometer Resolution, " B. L. Danielson and C. D. Whittenberg, Appl. Opt. 26 (14), 2836-2842 (1987). The OCDR method uses a coherent optical time domain reflectometry (OTDR) technique in that it uses broadband continuous-wave sources with a short coherence length instead of a pulsed light source Is different. The source beam enters an interferometer that includes a mirror that can move one arm inside and another arm that contains the optical system being tested, along with the reflected light reflected from the mirror providing the reference beam. Interference signals in the light reflected from the two coherently mixed arms are typically detected by the heterodyne method to produce the desired information in the optical system.

OCDR기술에서 후방 산란된 신호의 헤테로다인 검출은 "백색광 간섭 측정법(white-light interferometry)"의 방법에 의해 달성되며, 여기에서 빔은 간섭계의 두 아암쪽으로 분할되어 조절가능한 미러와 후방산란 지역에 의해 반사되고, 그리고 코히어런트하게 재결합된다. 이 방법은 간섭 프린지(fringes)가 두 아암 사이의 광로 길이의 차이가 빔의 코히어런스 길이보다 작을때에만 재결합된 빔에서 나타난다는 사실을 활용한 것이다. 상기 참조 논문(1)과 (3)에 기재된 OCDR 시스템은 이러한 원리를 이용한 것이고 참조 논문(3)은 테스트 시스템에서 조절가능한 미러를 스캔하고 재결합된 광의 세기를 측정함으로써 얻어진 섬유 갭( fiber gabs)의 간섭도형(interfergrams)를 나타낸다. 참조 논문(1)은 또한 개선된 방법을 기재하고 있으며 이 개선된 방법에서는 기준 아암의 미러가 조절된 주파수와 크기로 발진하며 기준 신호에서 도플러 시프트를 일으키며 이 재결합된 신호는 비트 주파수 신호를 탐지하기 위해서 필터링 회로로 공급된다.Heterodyne detection of backscattered signals in the OCDR technique is accomplished by the method of " white-light interferometry " where the beam is split into two arms of the interferometer, Reflected, and coherently recombined. This method utilizes the fact that interference fringes appear in the recombined beam only when the difference in optical path length between the two arms is less than the coherence length of the beam. The OCDR system described in the above-mentioned reference works (1) and (3) is based on this principle. Reference document (3) shows a fiber gabs obtained by scanning an adjustable mirror in a test system and measuring the intensity of the recombined light. Interference interferograms. Reference 1 also describes an improved method in which the mirror of the reference arm oscillates at a controlled frequency and magnitude and causes a Doppler shift in the reference signal which detects the bit frequency signal Is supplied to the filtering circuit.

이 기술의 다른 변형은, 참조 논문(2)에 나타나 있으며, 여기에서는 기준 아암 미러가 고정된 위치에 있으며 광로의 길이 차이는 두 아암의 코히어 런스(coherence)의 길이를 초과한다. 결합된 신호는, 하나는 고정되고 나머지는 움직일 수 있는 두 개의 미러를 가진 제 2 마이컬슨(Michelson) 간섭계로 제공된다. 상기 움직일 수 있는 미러는 스캔되고, 제 2 간섭계의 아암들 사이의 광로의 차이는, 산란된 지역에 대응하여 움직일 수 있는 미러의 떨어진 위치에서 후방 산란된 신호와 기준신호의 사이의 지연을 보상한다. 실제적으로, 제한된 주파수에서 발진하는 위상 변화는, 후방산란 지역으로 인도되는 섬유에서, 압전 변환기(piezoelectric transducer) 모듈레이터 수단에 의해서 후방산란 지역으로부터의 신호에 부과된다. 제 2 마이컬슨 간섭계로부터의 출력 신호는 고정위상(lock-in) 증폭기로 공급되며, 이 증폭기는 스캔닝 미러의 운동때문에 압전 변환기 모듈레이션과 도플러 시프트사이로부터 발생한 비트 주파수 신호를 탐지한다. 이 기술은 유리 광도파관에서 15㎛정도의 짧은 해상도로 불규칙성(irregularities)을 측정하는데 사용되어져 왔다["Characterization of Silica-Based Waveguides with a Interferometric Optical Time-Domain Reflectometry System Using a 1.3-㎛-Wavelengthe Superluminescent Diode, " K. Takada, N. Takato, J. Noda, and Y. Noguchi, Opt. Lett. 14(13), 706-708(1989)].Another variation of this technique is shown in reference (2), where the reference arm mirror is in a fixed position and the difference in length of the optical path exceeds the length of the coherence of the two arms. The combined signal is provided as a second Michelson interferometer with two mirrors, one fixed and the other movable. The movable mirror is scanned and the difference in optical path between the arms of the second interferometer compensates for the delay between the backscattered signal and the reference signal at a distant location of the mirror that can move relative to the scattered area . In practice, a phase change oscillating at a limited frequency is imposed on the signal from the backscattering region by means of a piezoelectric transducer modulator, in the fiber leading to the backscattering region. The output signal from the second Michelson interferometer is fed into a lock-in amplifier, which detects the bit frequency signal generated between the piezoelectric transducer modulation and the Doppler shift due to the motion of the scanning mirror. This technique has been used to measure irregularities in a glass optical waveguide with a short resolution of about 15 占 퐉. ["Characterization of Silica-Based Waveguides with a Interferometric Optical Time-Domain Reflectometry System Using a 1.3-㎛ Wavelength Superluminescent Diode , &Quot; K. Takada, N. Takato, J. Noda, and Y. Noguchi, Opt. Lett. 14 (13), 706-708 (1989)].

OCDR의 또 다른 변형예는, 이중빔 부분 코히어런스 간섭계(dual-beam partial coherence interferometer)(PCI)이다. 이 PCI는 눈의 기부층(fundus layers)의 두께를 측정하는 데 사용되어져 왔다[Measurement of the Thickness of Fundus Layers by Partial Coherence Tomography," by W. Drexler, C. K. Hitzenberger, H. Sattmann, and A. F. Fercher, Opt. Eng. 34(3), 701-710(1995)]. Drexler, et al.,에 의해 사용된 PCI에서는, 외부의 마이컬슨 간섭계는 고 스페이셜 코히어런스(high spatial coherence)와 15㎛ 길이의 매우 짧은 코히어런스의 광을 두 부분, 즉 기준 빔(1)과 측정 빔(2)으로 분할한다. 간섭계 출구에서, 이 두 개의 성분은 다시 결합하여 동축의 이중 빔(dual beam)을 형성한다. 상기 두 개의 빔 성분은, 간섭계 아암 길이 차이의 두배의 경로 차이를 가지고 있고, 눈(eye)를 조명하고 여러 인트러오컬러(intraocular)의 인터페이스에서 반사되며, 이것은 굴절율이 다른 매체를 구별한다. 그래서, 각각의 빔 성분(1과 2)들은 상기 인터페이스부에서의 반사로 인하여 부성분으로 더 분할된다. 상기 반사된 부성분들은 광검출기에서 중첩된다. 만약 눈 내부의 두 경계의 광 거리가 간섭계 아암 길이 차이의 두배와 동일하다면, 전볼륨으로 같은 경로의 길이를 움직여서 실제적으로 간섭을 일으키는 두 개의 부성분이 존재한다. 간섭 패턴이 관찰되는 곳에서의 간섭계 아암 길이 차이의 각각의 값은, 인트러오컬러 광 길이와 동일하다. 근처에 다른 강한 반사가 없다면, 상기 인터페이스의 절대적 위치는 5㎛의 정확도를 가지고 생체안에서 결정된다. 그러나, 상기 PCI는 3-D스캔닝하는 데 필요한 시간동안 대상의 운동 때문에 발생하는 조광으로부터 손해를 입는다.Another variation of the OCDR is a dual-beam partial coherence interferometer (PCI). This PCI has been used to measure the thickness of the fundus layers of the eye. [Measurement of the Fundus Layers by Partial Coherence Tomography, by W. Drexler, CK Hitzenberger, H. Sattmann, and AF Fercher, In the PCI used by Drexler, et al., External Michelson interferometers have a high spatial coherence and a high spatial coherence of 15 [mu] m Split the light of a very short coherence length into two parts, the reference beam 1 and the measuring beam 2. At the interferometer exit, the two components recombine to form a coaxial dual beam The two beam components have a path difference of twice the interferometer arm length difference, illuminate the eye and are reflected at the interface of several intraocular, which distinguishes media with different refractive indices Thus, each beam component 1 and 2 is coupled to the < RTI ID = 0.0 > If the optical distance of the two boundaries in the eye is equal to twice the interferometer arm length difference, then the total length of the same path in the entire volume is < RTI ID = 0.0 > There are two subcomponents that actually cause interference by moving the interferometer arm length difference between the interferometer arm length and the interferometer arm length difference, where each interferometer arm length difference is equal to the Intro color light length where the interference pattern is observed. The absolute position of the interface is determined in vivo with an accuracy of 5 [mu] m. However, the PCI suffers from dimming caused by movement of the object for the time required to perform 3-D scanning.

논문[E. A. Swanson, J. A. Izatt, M. T. Hee, D. Huang, C. P. Lin, J. S. Schuman, C. A. Puliafito, J. G. Fujimoto, " In Vivo Retinal Imaging by Optical Coherence Tomography, "Opt. Lett. 18(21), 1864-1866(1993); E. A. Swanson, D. Huang, J. G. Fujimoto, C. A Puliafito, C. P. Lin, J. S. Schuman, "Method and Apparatus for Optical Imaging with Means for Controlling the Longitudinal Range of the Sample, "U.S. Pat. No. 5,321,501(1994. 6.14)]에는 생체에서의 망막 이미징을 위한 광 코히어런트 토모그래피(OCD)라 불리는 OCDR의 또 다른 변형예가 보고되어 있다.[E. A. Swanson, J. A. Izatt, M. T. Hee, D. Huang, C. P. Lin, J. S. Schuman, C. A. Puliafito, J. G. Fujimoto, "In Vivo Retinal Imaging by Optical Coherence Tomography," Opt. Lett. 18 (21), 1864-1866 (1993); E. A. Swanson, D. Huang, J. G. Fujimoto, C. A Puliafito, C. P. Lin, J. S. Schuman, " Method and Apparatus for Optical Imaging with Means for Controlling the Longitudinal Range of the Sample, Pat. No. 5,321,501 (1994. 6.14) report another variant of OCDR called optical coherent tomography (OCD) for retinal imaging in vivo.

상기 특허는 샘플내의 길이방향의 스캐닝이나 포지셔닝이 샘플과 기준 반사기에 이르는 광로에 대한 상대적인 광로 길이를 바꾸거나, 장치에 적용된 광원으로부터의 출력의 광특성을 바꿈으로써 제공되어지는, 샘플의 광 이미징을 수행하는 장치와 방법을 기술하고 있다. 1차원 혹은 2차원 내의 가로의(transverse)의 스캐닝은 샘플과 프로브 모듈사이에 상기 방향으로 제어된 상대적인 운동을 제공하는 것 및/또는 프로브 모듈 내의 광 방사를 선택된 가로 위치로 조정하는 것에 의해 샘플에 제공된다. 알려진 공간 분해능은 고민감도(100dB 동적 범위)를 가진 20㎛ 보다 작다. 그러나, OTC 는 3차원 스캐닝에 필요한 시간동안 대상의 운동에 기인한 제한이 문제이다.The patent describes optical imaging of a sample, which is provided by longitudinal scanning or positioning in the sample, by changing the optical path length relative to the sample and the optical path to the reference reflector, or by changing the optical properties of the output from the light source applied to the device And describes the apparatus and method to be performed. Scanning of the transverse in one or two dimensions can be accomplished by providing controlled relative movement in this direction between the sample and the probe module and / or by adjusting the optical radiation in the probe module to a selected lateral position / RTI > The known spatial resolution is less than 20 μm with a sensitive sensitivity (100 dB dynamic range). However, OTC is a problem due to the motion of the object during the time required for 3D scanning.

광 간섭 프로파일러(profiler)는 비접촉 방법이 요구될 때 표면의 3차원 프로파일에 널리 사용된다. 이 프로파일러는 전형적으로 위상-시프팅 간섭(phase-shifting interferometic, PSI)기법을 사용하고 고속,정밀하고 반복가능하지만 표면이 광원의 평균파장에 비하여 평탄해야 한다는 조건이 문제이다. 1/4 파장(전형적으로 150nm)보다 큰 표면의 불연속은 간섭의 주기적인 성질로 인해 단일 파장 측정으로는 모호하게 분해될 수 밖에 없다. 다중 파장 측정은 이 범위를 확장할 수 있지만, 파장의 정확성과 주위 안정성에 부과된 제약이 엄격할 수 있다( "표면 토포그래피 측정에 관한 광 시스템" 이라고 명명된 1982.7.20 발행된 미국특허 제 4,340,306호)Optical interference profiler is widely used for three-dimensional profiles of surfaces when non-contact methods are required. The problem is that the profiler typically uses phase-shifting interferometic (PSI) techniques and is fast, precise and repeatable, but the surface must be flat compared to the average wavelength of the light source. The discontinuity of a surface larger than a quarter wavelength (typically 150 nm) can only be degraded by single wavelength measurements due to the periodic nature of the interference. Multi-wavelength measurements can extend this range, but the constraints imposed on wavelength accuracy and ambient stability can be severe (see U.S. Patent No. 4,340,306, issued Feb. 20, 1982, entitled " Optical System for Surface Topography Measurements & number)

스캐닝 백색-광 간섭계(SWLI)에 기초한 프로파일러는 거친 또는 불연속한 표면의 측정에 대한 전통적인 PSI 프로파일러의 많은 제약을 극복한다. 몇개의 논문이 이 기술을 상세하게 기술한다 (참조. Refs.2-7 in L. Deck and P. de Groot, Appl. opt. 33(31), 7334-7338(1994)). 전형적으로 이 프로파일러들은 광대역 소스로 조명된 동일 경로 간섭의 하나의 암(arm)을 축방향으로 병진하는 동안 시계(the field of view)에서 각 포인트에 대한 콘트라스트 기준 특질 (즉, 피크 콘트라스트 또는 피크 핏)의 위치를 기록한다. 이 기법의 일반적인 문제는 실시간에 각 포인트에 대한 대조를 계산하기 위해 거대한 양의 계산을 해야 하는데, 종종 콘트라스트계산만으로는 이산적인 샘플링 간격때문에 충분히 정확하지 않고, 샘플링 밀도 내의 증가를 요구하고 삽입 기법을 구현해야 하는데 이는 획득 공정을 더 느리게 한다. 코히어런스 프로브 마이크로스코프(CPM)는 이러한 종류의 프로파일러의 예이다. (M.Davidson의 "집적회로와 이와 같은 종류 검사용 2개 빔 간섭 마이크로 스코프를 사용하는 장치와 방법"으로 명명된 미국특허 제 4,818,110호(1989.4.4); M. Davidson, K. Kaufman, I.Mazor, F. Cohen 의 "집적회로 검사와 계측에 간섭마이크로스코프 적용" SPIE 775, 233-247(1987); M. Davidson, K. Kaufman, I.Mazord의 "집적회로 계측에 적용된 코히어런스 프로브 마이크로스코프용 이미지 개선 방법"으로 명명된 미국특허 제 5,112,129호(1992.5.12)). 일반적인 프로파일러와 특별한 CPM은 3차원 대상을 처리할 수 없고 전통적인 간섭 마이크로스코피의 전형적인 배경을 가지고 있고 진동에 민감하고, 컴퓨터의 집중적인 분석을 필요로 한다.The scanning white-light interferometer (SWLI) based profiler overcomes many of the limitations of the traditional PSI profiler for measuring rough or discontinuous surfaces. Several papers describe this technique in detail (Refs.2-7 in L. Deck and P. de Groot, Appl. Opt. 33 (31), 7334-7338 (1994)). Typically, these professors have a contrast-based attribute (i.e., a peak contrast or a peak) for each point in the field of view while axially translating one arm of co- Record the position of the pit. A common problem with this technique is that it has to do a huge amount of computation to compute the contrast for each point in real time. Often contrast calculation alone is not accurate enough due to the discrete sampling interval, requiring an increase in sampling density, This makes the acquisition process slower. The coherence probe microscope (CPM) is an example of this kind of profiler. (M. Davidson, U.S. Patent No. 4,818,110 (Apr. 4, 1989), entitled " Apparatus and Method Using an Integrated Circuit and a Two-Beam Interfering Microscope for such Type Inspection "; M. Davidson, K. Kaufman, I M. Mazor, F. Cohen, " Application of Interference Microscopes to Integrated Circuit Inspection and Instrumentation " SPIE 775, 233-247 (1987); M. Davidson, K. Kaufman, I.Mazord, " coherence applied to integrated circuit instrumentation U.S. Patent No. 5,112,129 (May 5, 1992) entitled " Image Enhancement Method for Probe Microscope "). Typical profiler and special CPM can not handle 3D objects, have a typical background of traditional interference microscopy, are sensitive to vibration, and require intensive analysis of the computer.

삼각법(triangulation)에 기초한 프로파일러는 또한 전통적인 PSI 프로파일러의 많은 제한을 극복하지만 감소된 높이와 측면의 공간 분해능의 문제가 있고 이미지를 벗어난 큰 배경을 가진다. 이 기법의 적용은 G. 헤이즐러와 D.리터의 "칼라코드된 삼각법에 의한 병렬 3차원 센싱"으로 명명된 논문(Appl. Opt., 32(35),7164-7165(1993))에 개시되어 있다. G. 헤이즐러와 D.리터에 의해 사용된 이 방법은 다음 원칙에 기초한다 : 백색광원의 칼라 스펙트럼은 어떤 한 방향으로부터의 조명에 의해 대상에 이미징된다. 대상은 조명방향과 다른 관찰 방향으로부터 칼라 TV 카메라에 의해 관찰된다. 각 픽셀의 칼라(hue)는 기준 플레인으로부터의 측정된 거리이다. 그 거리는 전하결합 디바이스(CCD) 카메라의 3개(적-녹-청)출력 채널에 의해 계산되어 질수 있고 이 계산은 TV 실시간에 구현되어 질 수 있다. 그러나, 높이와 한 측면 공간 차원에서 분해능은 PSI 나 SWLI로 획득되는 것보다 많이 감소하고, 큰 배경이 있고, 삼각법 프로파일러는 비간섭식 측정 기법의 잡음 특성을 가진다. 또한 삼각법 프로파일러는 평면 프로파일링에 제한된다.Profiling based on triangulation also overcomes many of the limitations of the traditional PSI profiler, but has a problem of reduced height and lateral spatial resolution and has a large background outside the image. The application of this technique is described in a paper entitled "Parallel 3D Sensing by Color Coded Triangulation" by G. Hazzler and D. Liter (Appl. Opt., 32 (35), 7164-7165 (1993)). . This method, used by G. Hazler and D. Litter, is based on the following principle: The color spectrum of a white light source is imaged onto the object by illumination from one direction. The object is observed by a color TV camera from the viewing direction different from the lighting direction. The hue of each pixel is the measured distance from the reference plane. The distance can be calculated by the three (red-green-blue) output channels of a charge coupled device (CCD) camera and this calculation can be implemented in real time on the TV. However, resolution in height and side-space dimensions is much less than that obtained with PSI or SWLI, and there is a large background, and the trigonometric profiler has noise characteristics of non-interferometric measurement techniques. Trigonometric profiler is also limited to plane profiling.

백생광 간섭계(WLI)에서 직면한 문제중의 하나는 위상 모호성이다. 위상 모호성문제와 관련하여 관심을 받았던 프로파일측정 방법은 "분산 간섭식 프로파일계" 으로 명명된 논문, Opt. Lett. 19(13), 995-997(1994)에서 J. 쉬바이더 와 L. 죠우에 의해 제안된 분산 간섭식 프로파일계(DIP)이다. WLI 에 대한 비숫한 접근은 또한 "동기적으로 샘플된 백색광 채널된 스펙트럼 간섭계로 절대거리 측정"으로 명명된 논문, Pure Appl. Opt. 4, 643-651(1995)에서 U. 스넬, E. 지머맨, ,R. 덴더라이커에 의해 보고되었다.One of the problems faced in the white light interferometer (WLI) is phase ambiguity. The profile measurement method that has been interested in the phase ambiguity problem is Opt. Lett. 19 (13), 995-997 (1994), which is the Distributed Interference Profile System (DIP) proposed by J. Schmidter and L. Joe. A similar approach to WLI is also described in the paper entitled " Absolute Distance Measurement with Synchronously White-Light Channelized Spectral Interferometry ", Pure Appl. Opt. 4, 643-651 (1995), U. Snell, E. Jimerman, It was reported by Dendleraker.

일반적으로, 위상 모호성 문제는 DIP 의 사용으로 완전히 제거할 수 있다. DIP 장치에서, 백색광원의 평행빔은 아포크로맷 마이크로스코프 대물렌즈의 전면에 피조우 간섭계의 실제 쐐기에 수직으로 부딪힌다. 피조우 간섭계는 대상 표면과 기준 플레이트의 내부 표면에 의해 형성된다. 그 후 광은 격자 스펙트럼계의 슬릿으로 다시 반사되고, 이것은 수중측음장치 보이지 않는 프린지 패턴을 분산하고 스펙트럼을 선형 어레이 검출기에 투사한다. 검출기에서 스펙트럼계의 슬릿에 의해 선택된 표면의 각각의 포인트들은 피조우 간섭계에 공기 갭의 분산된 스펙트럼을 제공한다. 프린지 패턴은 푸리에 변환과 쐐기형 인터페로그램의 강도 분산으로부터 위상 정보를 얻는 필터링 방법으로 계산되어 질 수 있다.In general, the phase ambiguity problem can be completely eliminated by the use of DIP. In a DIP device, the parallel beam of a white light source strikes the front face of the apochromatic microscope objective perpendicular to the actual wedge of the interferometer. The subject interferometer is formed by the object surface and the inner surface of the reference plate. The light is then reflected back to the grating spectral slit, which disperses the underwater side-effect device invisible fringe pattern and projects the spectrum onto a linear array detector. Each point on the surface selected by the spectrographic slit at the detector provides a dispersed spectrum of air gaps in the subject's interferometer. The fringe pattern can be calculated by a filtering method that obtains phase information from the Fourier transform and the intensity variance of the wedge-type interferogram.

위상 모호성 문제가 DIP 사용으로 제거될 수 있을 지라도, DIP 는 3차원 대상의 조사를 요구하는 적용에는 적당하지 않다. 이것은 촛점을 벗어난 이미지로부터 DIP 에 발생된 고유의 상대적으로 큰 배경의 결과이다. 배경 문제는 표준 간섭 마이크로스코피를 사용하여 3차원 이미지를 발생할려고 할 때 직면하는 배경 문제와 비교된다.Although phase ambiguity problems can be eliminated with the use of DIP, DIP is not suitable for applications requiring investigation of 3D objects. This is the result of a relatively large background inherent in the DIP from out-of-focus images. The background problem is compared with the background problem encountered when trying to generate a three-dimensional image using standard interference microscopy.

표본으로부터 반사, 방출, 그리고 산란된 광의 스펙트럼적으로 분해 측정을 행하는 방법과 장치가 A.E. 딕슨, S. 다마스키노, 그리고 J.W. 보우론의 "공간적으로 그리고 스펙트럼적으로 분해 측정의 방법과 장치"로 명명된 미국특허 제 5192980호(1993.3.9)에 개시되어 있다. 딕슨등의 방법과 장치의 실시예에서, 표본의 특질은 반사, 방출, 그리고 산란된 광의 강도의 관점에서 그 장치와 방법이 검출기에 선행하는 분산 소자를 가진 비간섭, 비공초점형으로 구성된다는 점이다. 딕슨등의 실시예들은 표준 마이크로스코프에 내재한 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 큰 배경을 가지고 있고 비공초점형이다.A method and apparatus for spectrally resolving measurements of reflected, emitted, and scattered light from a specimen is disclosed in A. E. Dickson, S. Damaskino, and J.W. U.S. Patent No. 5,192,980 (1993.3.9) entitled " Method and Apparatus for Spatially and Spectrally Degraded Measurements " by Bowron. In an embodiment of the method and apparatus of Dixon et al., The character of the specimen is that the apparatus and method are configured in a non-interference, non-confocal fashion with a dispersive element preceding the detector in terms of the intensity of the reflected, emitted, and scattered light to be. Dixon et al. Have a large background from an out-of-focus image inherent in a standard microscope and are of the non-confocal type.

딕슨등의 장치와 방법은 또한 감소된 배경으로 측정을 할 수 있도록 하는 비간섭 공초점 장치를 포함한다. 그러나 비공초점 장치뿐만 아니라 공초점 장치에 대한 강도 측정에 제한은, 비간섭 기법을 사용하는 결과로, 반사 또는 산란된 광으로부터 획득되는 표본에 대한 정보에 상당한 제한이 있다. 강도 측정은 반사 또는 산란된 광의 진폭의 위상에 대한 정보가 잃어버린 결과로 표본으로부터 반사 또는 산란된 광의 진폭의 사각형의 크기정보를 생산한다. 딕슨등의 장치와 방법은 비공초점 이미징 시스템에서 푸리에 변환 스펙트럼계를 합체한 실시예를 더 포함한다. 딕슨등의 푸리에 변환 스펙트럼계 장치는 비공초점 이미지 시스템에 내재적인 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 큰 배경을 가지는 불이익이 있다.Dixon et al. Also include non-interfering confocal devices that allow measurements to be made in a reduced background. However, the limitation on intensity measurements for confocal devices as well as non-confocal devices has significant limitations on information about specimens obtained from reflected or scattered light as a result of using non-interference techniques. The intensity measurement yields the size information of the square of the amplitude of the reflected or scattered light from the specimen as a result of loss of information about the phase of the amplitude of the reflected or scattered light. Dixon et al. Further include an embodiment incorporating a Fourier transform spectral system in an unfocused imaging system. A Fourier transform spectral-based device such as Dickson has the disadvantage of having a large background from an out-of-focus image that is inherent in an unfocused image system.

비간섭식, 공초점 이미지 시스템으로 동시에 다중 파장 측정을 하는 장치가 G. 엑시오의 "단일 어퍼츄어 공초점 이미징 시스템"으로 명명된 미국특허 5537247호(1996.7.)에 개시되어 있다. 엑시오의 장치는 광원으로부터 입사되는 광과 대상로부터 되돌아오는 광에 대해 단지 하나의 어퍼츄어를 이용하는 공초점 스캐닝 이미징 시스템과 다른 파장의 반사광을 일련의 검출기에 선택적으로 인도하기 위하여 일련의 빔 스플리터와 광 파장 필터로 구성되어 있다. 엑시오의 장치는 다른 파장에 대한 동시 측정을 가능하게 하는 장점이 있고 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 감소의 공초점 이미징 시스템의 장점을 가진다. 그러나 강도 측정에 제한은 비간섭식 기법을 사용하는 결과로, 반사 또는 산란돤 광으로부터 획득되는 표본에 대한 정보에 상당한 제한이 있다. 강도 측정은 반사 또는 산란된 광의 진폭의 위상에 대한 정보가 잃어버린 결과로 표본으로부터 반사 또는 산란된 광의 진폭의 사각형의 크기정보를 생산한다.An apparatus for simultaneously performing multiple wavelength measurements with a non-interfering, confocal imaging system is disclosed in US Patent No. 5,537,247 (July 1996), which is named " Single Upper Confocal Imaging System " The apparatus of the present invention comprises a confocal scanning imaging system using only one aperture for light incident from a light source and light returning from the object, a series of beam splitters and a beam splitter for selectively directing reflected light of a different wavelength to a series of detectors And an optical wavelength filter. The device of the EXCO has the advantage of enabling simultaneous measurement for different wavelengths and has the advantage of a background reduction confocal imaging system from an out-of-focus image. However, the limitation on intensity measurement is a consequence of using the non-interferometry technique, and there is a significant limitation on the information about the specimen obtained from reflected or scattered light. The intensity measurement yields the size information of the square of the amplitude of the reflected or scattered light from the specimen as a result of loss of information about the phase of the amplitude of the reflected or scattered light.

G.Q.엑시오, T.R.콜리, G.S. 키노의 "실시간 공초점 스캐닝 광 마이크로스코프"로 명명된 논문, Appl. Phys. Lett., 53(8),716-718(1988)에서, 공초점 마이크로스코프에서 백색광을 사용할 때, 대물 렌즈의 색수차는 표본내의 다른 높이의 이미지가 초점내에 있고 그러나 다른 색채로 모두 나타난다. 엑시오 등은 4개의 다른 파장에서 반도체 집적회로의 이미지를 생산함으로써 이것을 논증했다. H.J. 티지아니와 H.M 우데의 "색채 공초점 마이크로스코피에 의한 3차원 이미징 센싱"으로 명명된 논문, Appl. Opt., 33(10), 1838-1843(1994), 에서 물리적으로 대상을 스캐닝함이 없이 높이 정보를 획득하기 위하여 마이크로스코프 대물렌즈 내로 색수차가 정교하게 삽입되는 백색광, 비간섭식, 공초점 마이크로스코프를 개시하고 있다. 흑백필름의 카메라는 순차적으로 3개의 선택된 색채 필터를 가지고 각각의 대상 포인트의 칼라의 강도와 톤을 결합한다. 공초점 마이크로스코프가 엑시오 등에 의해 개시된 예와 티지아니와 우데의 예에 동시에 사용되어지고 아웃-오브-포커스 이미지로부터 감소된 배경을 가질 지라도, 그들은 강도 측정에 제한된다. 강도 측정에 제한은 비간섭식 기법을 사용하는 직접적인 결과로, 딕슨 등과 엑시오의 특허와 관련하여 기술하였듯이 반사 또는 산란된 광으로부터 획득되어질 수 있는 표본에 대한 정보에 상당한 제한이 있다.G.Q. Axio, T.R. Collier, G.S. A paper entitled " Real-time Confocal Scanning Optical Microscope " by Keno, Appl. Phys. In Lett., 53 (8), 716-718 (1988), when using white light in a confocal microscope, the chromatic aberration of the objective lens is within the focal point of the image at different heights in the specimen, but all appear in different colors. Axio et al. Have demonstrated this by producing images of semiconductor integrated circuits at four different wavelengths. H.J. A paper entitled " Three-Dimensional Imaging Sensing by Color Confocal Microscopy " Optics, 33 (10), 1838-1843 (1994), disclose a method for obtaining height information without physically scanning an object, such as a white light in which chromatic aberration is precisely inserted into a microscope objective lens, a non- . The camera in black and white film sequentially combines the intensity and tone of the color of each target point with three selected color filters. Although a confocal microscope is used simultaneously in the examples disclosed by Axio et al., Tijjian and Ude and has a reduced background from the out-of-focus image, they are limited to intensity measurements. The limitation on intensity measurement is a direct consequence of using non-interferometry techniques, and there is a significant limitation to the information on specimens that can be obtained from reflected or scattered light, as described in connection with Dixon et al.

간섭 마이크로스코프는 G.S. 키노와 S.C. 침의 " 미라우 상관 마이크로스코프"로 명명된 논문, Appl. Opt., 26(26), 3775-3783(1990),과 미라우 간섭계에 기초를 둔 " 간섭 마이크로스코프에서 3차원 이미징 실현"으로 명명된 논문, Appl. Opt., 31(14), 2550-2553(1990), 에 개시되어 있다. 키노와 침의 장치는 공간적으로 그리고 시간적으로 인코히어런트한 광원을 가진 간섭식, 비공초점 마이크로스코프를 채용하고 각각 대상과 미러로부터 반사된 빔사이에 상관신호를 검출된 출력으로 사용한다. 키노와 침의 장치로 대상로부터 반사된 빔의 진폭과 위상을 같이 측정하는 것이 가능하다. 그러나, 키노와 침의 간섭식 장치는 심각한 배경 문제의 불이익과 표준 간섭식, 비공초점 마이크로스코피 시스템에서 발견되는 전형적인, 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 레벨의 불이익을 가진다.The interference microscope is G.S. Keno and S.C. A paper entitled " Miura Correlation Microscope " Opt., 26 (26), 3775-3783 (1990), a paper entitled " Three Dimensional Imaging in Interfering Microscopes " Opt., 31 (14), 2550-2553 (1990). The device of the keno and needle employs an interferometric, non-confocal microscope with spatially and temporally incoherent light sources, each using a correlation signal between the object and the reflected beam from the mirror as the detected output. It is possible to measure the amplitude and the phase of the reflected beam from the object with the device of the keno and needle. However, the interferometric device of Keno and Needle has the disadvantage of serious background problems and the level of background from a typical, out-of-focus image found in standard interferometry, non-confocal microscopy systems.

간섭식 장치가 A. 크뉴텔의 미국특허 제5,565,986호(1996.10.15)에 개시되고 있고, 그것은 대상의 스펙트럼 이미지를 얻고 측면 방향의 공간 분해능과 깊이 방향의 시계를 동시에 표시하는 것으로 " 다양한 광 파장을 가진 특수광 포커싱과 광 신호 검출에 의해 불투명한 대상에서 정지 광 스펙트럼 이미징"으로 명명되어 있다. 크뉴텔에 의해 개시된 장치는 비공초점 이미징 시스템을 가지고 전형적으로 간섭계와 색채 대물 렌즈의 암내에 분산 광소자를 표함한다. 분산 소자는 다른 광 파장에서 산란된 광 진폭에 대한 정보를 기록하는 것을 가능하게 하고, 간섭계의 사용은 반사 또는 산란된 광의 진폭의 위상과 크기에 대한 정보를 기록하는 것을 가능하게 하고, 그리고 색채 대물 렌즈의 사용은 깊이 방향에서 시계에 대한 정보를 기록하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 크뉴텔의 간섭식 장치는 심각한 배경 문제의 불이익과 표준 간섭식, 비공초점 마이크로스코피 시스템에서 발견되는 전형적인, 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 레벨의 불이익을 가진다.An interferometric device is disclosed in U. S. Patent No. 5,565, 966 (Oct. 15, 1996) to A. Kunittel, which obtains a spectral image of an object and simultaneously displays a clock in the spatial resolution and depth direction of the lateral direction, Quot; stationary optical spectrum imaging < / RTI > in opaque objects by special optical focusing with optical signal detection and optical signal detection ". The device disclosed by Kunittel has an unfocused imaging system and typically features a dispersive optical element in the interior of the interferometer and color objective lens. The dispersive element makes it possible to record information about the scattered light amplitudes at different light wavelengths and the use of an interferometer makes it possible to record information about the phase and magnitude of the amplitude of the reflected or scattered light, The use of a lens makes it possible to record information about the clock in the depth direction. However, Kunittel's interferometric device has the disadvantage of a serious background problem and the level of background from a typical, out-of-focus image found in standard interferometric, non-autofocus microscopy systems.

크뉴텔의 장치의 주요한 목적중의 하나는 존 플레이터(zone plate)의 부분에 구성된 2개의 다른 오더의 색채 대물 렌즈의 사용에 의해 깊이 차원에서 분리된 대상의 2개의 영역을 동시에 이미징 할 수 있도록 하는 것이었다. 결과적으로, 이 장치의 검출기에 의해 기록된 신호는 대상에서 2개의 분리된 깊이 위치로부터 이중인화(superimpose)된 이미지로 구성된다. 따라서, 이전에 기술한 것처럼 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 높은 배경의 존재에 부가하여, 이중인화된 인-포커스 이미지로부터 주어진 깊이에 대한 이미지를 추출하기 위하여 컴퓨터에 의해 복잡한 변환 계산이 수행되어야 한다.크뉴텔의 언급된 예에서 획득되어지는 이중인화된 이미지에 요구되는 변환 계산에는 심각한 문제가 있다.: 변환 계산의 결과는 상대적으로 대상 표면근처에서는 정확하지만 샘플 내의 깊이가 증가함에 따라 급속하게 정확성이 떨어진다. 이 문제는 검출기에서 인-포커스 대상의 한 포인트만이 있는 경우에는 변환회로에서 일반적으로 일어나지 않는다.One of the main purposes of the Kunittel's instrument is to simultaneously image two areas of the object separated from the depth dimension by the use of a chromatic objective of two different orders constructed on the part of the zone plate I was doing. As a result, the signal recorded by the detector of the apparatus consists of an image superimposed from two separate depth positions at the object. Thus, in addition to the presence of a high background from the out-of-focus image, as previously described, a complex transformation calculation must be performed by the computer to extract the image for a given depth from the doubly printed infocus image There is a serious problem with the transformation calculations required for a double-printed image obtained in the mentioned example of the network: the result of the transformation calculation is relatively accurate near the target surface, but as the depth in the sample increases, . This problem generally does not occur in the conversion circuit if there is only one point in focus in the detector.

간섭 마이크로스코피내에 일어나는 상기 배경 문제는 간섭형의 공초점 마이크로스코프내에서 감소되는 데, D.K.해밀턴 과 C.J.R. 세퍼더의 " 공초점 간섭 마이크로스코프" 으로 명명된 논문, Optica Acta, 29(12), 1573-1577(1982), 에 개시되어 있다. 그 시스템은 대상이, 포인트 검출기의 후방 투사된 이미지에 부합하도록 배열되어 있는, 집중된 레이저 위치에 비례하여 스캔되는 공초점 마이크로스코프에 기초하고 있다. 반사 공초점 마이크로스코프의 간섭식 형태는 하나의 빔이 대상에 집중되는 미켈슨의 간섭계에 기초하고 있다.상기 시스템은 공초점 마이크로스코피 시스템에 내재적인 아웃-오브-포커스 이미지로부터 감소된 배경의 중요한 특질을 가진다. 그러나, 헤밀튼과 세퍼드의 공초점 간섭 마이크로스코프은 3차원 대상에서 어느 시점에 하나의 포인트에 대해서만 반사된 신호를 측정한다. 어느 시점에 하나의 포인트에서 대상의 스캐닝은 또한 시스템을, 요구되는 데이터 획득동안 스캔에 관련되지 않은 샘플운동에 민감하게 한다.The background problem that arises in the interference microscope is reduced in the confocal microscope of the interference type, see D. K. Hamilton and C.J.R. Optica Acta, 29 (12), 1573-1577 (1982), entitled " Confocal Interference Microscope " The system is based on a confocal microscope in which the object is scanned in proportion to the focused laser position, which is arranged to match the rear projected image of the point detector. The interferometric form of the reflective confocal microscope is based on a Michelson interferometer in which one beam is focused on the object. The system can be used to detect an important feature of the reduced background from the intrinsic out-of-focus image in the confocal microscopy system . However, Hamilton and Shepherd's confocal interference microscopes measure the reflected signal only at one point at a point on a three-dimensional object. Scanning of an object at a point at any point also makes the system sensitive to sample motion that is not associated with a scan during the required data acquisition.

고성능 컴퓨터의 효율적인 활용에 중요한 주요 구성요소는 메모리이다. 이러한 장치의 거대한 데이터 저장 요구때문에 소형, 저가이고, 고용량, 고스피드의 메모리 디바이스가 병렬계산을 수행할 만한 많은 데이터 양을 다루도록 요구된다. 그런 데이터 저장 요구는 3차원 메모리에 의해 제공되어 질 수 있다.A key component that is important to the efficient use of high-performance computers is memory. Because of the huge data storage requirements of these devices, small, low cost, high capacity, high speed memory devices are required to handle the amount of data that can perform parallel calculations. Such a data storage request can be provided by a three-dimensional memory.

2차원 메모리에서, 최대 이론적인 저장 밀도(1/λ2에 비례)는 λ=532nm에 대해 3.5*108bits/cm3의 오더이고, 3차원 메모리에서 최대 저장 밀도는 6.5*1012bits/cm3이다. 최대치는 각 메모리 사이트에서 단일 비트 이진 포맷을 사용할 때 저장용량의 상한치를 나타낸다. 이 상한치는 다른 레벨의 진폭이나 진폭과 위상 정보가 기록되는 기록 매체를 사용함으로써 증가될 수 있다. 위상-기록매체에서 홀로그래픽 기록은 후자모드의 예이다.In a two-dimensional memory, the maximum theoretical storage density (proportional to 1 /? 2 ) is 3.5 * 10 8 bits / cm 3 order for? = 532 nm and the maximum storage density is 6.5 * 10 12 bits / a cm 3. The maximum value represents the upper limit of storage capacity when using a single bit binary format at each memory site. This upper limit value can be increased by using a recording medium on which amplitude or amplitude and phase information of different levels are recorded. Holographic recording in a phase-recording medium is an example of the latter mode.

다른 기록모드에서, 단일 비트 2진 포캣의 모드, 베이스 N 포맷의 진폭 이나 (베이스 N)*(베이스 M)포맷에서 진폭과 위상, 각 메모리 사이트에서, 사용되어 질 수 있는 메모리 사이트의 복셀(voxel)의 크기, 그리고 따라서 저장 밀도는 획득되어 질 수 있는 단일-잡음비에 의해 제한되고, 단일-잡음비는 일반적으로 복셀의 볼륨에 반비례한다. 특히,진폭이나 진폭 및 위상 기록 모드에 대해, 복셀의 저장될 수 있는 독립적인 정보의 수 또한 획득되어 질 수 있는 단일-잡음비에 의해 제한된다.In other recording modes, the mode of single bit binary format, amplitude in base N format or amplitude and phase in (base N) * (base M) format, voxel ) And thus the storage density is limited by the single-noise ratio that can be obtained, and the single-noise ratio is generally inversely proportional to the volume of the voxel. In particular, for amplitude or amplitude and phase recording modes, the number of independent information that can be stored in the voxel is also limited by the single-noise ratio that can be obtained.

필요한 것은 종래의 공초점 및 공초점 간섭 마이크로스코피에 내재된 것보다 이하로 감소된 아웃-오브-포커스 이미지에 이미지 데이터의 민감도, 시스템적이고 통계적인 에러와 관련있는 아웃-오브-포커스 이미지에 이미지의 감소된 민감도, 아웃-오브-포커스 이미지에 감소된 민감도와 관련있는 감소된 컴퓨터 디콘벌루션의 요구, 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템에 내재적인 고 신호-잡음비에 대한 포텐셜, 축과 가로방향에 대한 데이터를 병렬로 기록하는 용량, 산란 및/또는 반사된 광빔의 복소진폭(complex amplitude)을 측정하는 포텐셜을 결합하는 시스템이다.What is needed is an out-of-focus image that is less than that inherent in conventional confocal and confocal interference microscopes. The out-of-focus image has a sensitivity to image data, Reduced sensitivity, the need for reduced computational degradation associated with reduced sensitivity to out-of-focus images, potential for high signal-to-noise ratios inherent in confocal interference microscopy systems, And a potential for measuring the complex amplitude of the scattered and / or reflected light beam.

발명의 요약SUMMARY OF THE INVENTION

따라서, 본 발명의 목적은 광 디스크내에 다른 깊이에서의 영역으로부터 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method for reading information from an area at different depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 다중 깊이에서의 영역으로부터 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for reading information from an area at multiple depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 다중 깊이에서의 영역으로부터 동시에 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously reading information from an area at multiple depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 또는 위의 다중 트랙에서의 영역으로부터 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for reading information from an area in or on an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 또는 위의 다중 트랙에서의 영역으로부터 동시에 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously reading information from an area on or in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 또는 위의 트랙에서의 다중 영역과 다중 트랙에서의 영역으로부터 동시에 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously reading information from an area in multiple tracks and multiple tracks in or on an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 다중 트랙과 다중 깊이에서의 영역으로부터 동시에 정보를 판독하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for simultaneously reading information from multiple tracks and regions at multiple depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 다중 깊이에서의 영역에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for recording information in an area at multiple depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 다중 깊이에서의 영역에 동시에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously recording information in an area at multiple depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 또는 위에 다중 트랙에서의 영역에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for recording information in an area on or in an optical disc in multiple tracks.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 또는 위에 다중 트랙에서의 영역에 동시에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously recording information in an area in multiple tracks in or on an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내에 다중 트랙과 다중 깊이에서의 영역에 동시에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously recording information in multiple tracks and regions in multiple depths in an optical disc.

본 발명의 목적은 고 밀도를 가진 광 디스크내에 다중 깊이에서의 영역에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for recording information in an area at multiple depths in an optical disc having a high density.

본 발명의 목적은 고 밀도를 가진 광 디스크내에 다중 깊이에서의 영역에 동시에 정보를 기록하는 장치와 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for simultaneously recording information in an area at multiple depths in an optical disc having a high density.

본 발명의 목적은 광 디스크상의 또는 내의 다중 트랙의 위치에 고밀도로 정보를 기록하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recording information at high density at the position of multiple tracks on or in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크상의 또는 내의 다중 트랙의 위치에 고밀도로 정보를 동시에 기록하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for simultaneously recording information at high density in the position of multiple tracks on or in an optical disc.

본 발명의 목적은 광 디스크내의 다중 깊이 및 다중 트랙의 위치에 고밀도로 정보를 동시에 기록하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for simultaneously recording information at high density at multiple depths and positions of multiple tracks in an optical disc.

본 발명의 목적은 신속하고 안정성있는 1차원, 2차원, 및 3차원 토모그래픽 복소진폭 이미징을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide fast and stable one-, two-, and three-dimensional tomographic complex amplitude imaging.

본 발명의 목적은 상기 종래기술의 단점이 없는 향상된 토모그래픽 복소진폭 이미징 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved tomographic complex amplitude imaging technique without the disadvantages of the prior art.

본 발명의 또다른 목적은 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 빛의 통계적 에러효과를 편리하게 감소시키거나 제거하는 토모그래픽 복소진폭 이미징 기술을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a Tomo graphics complex amplitude imaging technique that conveniently reduces or eliminates statistical error effects of light from out-of-focus image points.

본 발명의 또다른 목적은 아웃-오브-포커스 광 이미지의 계통 에러효과가 크게 감소되거나 제거되는 향상된 기술의 토모그래픽 복소진폭 이미징을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide an improved tomography complex complex amplitude imaging wherein the systematic error effect of the out-of-focus optical image is greatly reduced or eliminated.

본 발명의 또다른 목적은 다중 이미징 포인트에서 물체의 실질적인 동시 이미징이 가능한 토모그래픽 복소진폭 이미징 기술을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a tomographic amplification imaging technique capable of substantially simultaneous imaging of an object at multiple imaging points.

본 발명의 또다른 목적은, 간섭계 시스템으로 달성가능한 이미지에 대한 신호대 잡음비를 얻는 수단과 함께, 1, 2, 및 3 차원에서 토모그래픽 복소진폭 이미징을 위한 편리한 기술을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a convenient technique for tomographic amplification imaging in 1, 2, and 3 dimensions, together with means for obtaining a signal-to-noise ratio for an image achievable with an interferometry system.

본 발명의 또다른 목적은, 비선형 미분방정식을 풀때의 계산의 어려움을 피하는 토모그래픽 복소진폭 이미징 시스템 및 기술을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a Tomo graphics complex amplitude imaging system and technique that avoids the difficulty of calculating when solving nonlinear differential equations.

본 발명의 또다른 목적은, 물체의 움직임에도 불구하고 그 물체의 라인 섹션또는 2차원 섹션의 토모그래픽 복소진폭 이미징을 위한 편리한 기술을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a convenient technique for tomographic amplification of the amplitude of a line section or a two-dimensional section of the object, despite the movement of the object.

이하에 설명될 이들의 실시예 및 변형예들은 다섯 그룹의 실시예로 나누어진다. 실시예의 제 1 그룹의 어떤 실시예 및 그 변형예들은, 실시예의 제 2 그룹의 실시예 및 그 변형예의 대응하는 것들에 의해 발생된 1차원 이미지에 거의 직교하는 1차원 이미지를 발생시키고, 1차원 이미지의 정보는 배경 감소 및 보상과 동시에 얻어진다. 실시예의 제 1 그룹의 또다른 실시예들은, 실시예의 제 2 그룹의 실시예 및 그 변형예의 대응하는 것들에 의해 발생된 2차원 이미지에 거의 직교하는 2차원 이미지를 발생시키고, 2차원 이미지의 정보는 배경 감소 및 보상과 동시에 얻어진다.These embodiments and variations to be described below are divided into five groups of embodiments. Some embodiments of the first group of embodiments and variations thereof produce a one-dimensional image that is substantially orthogonal to the one-dimensional image generated by the embodiments of the second group of embodiments and corresponding variations thereof, The information in the image is obtained simultaneously with background reduction and compensation. Still other embodiments of the first group of embodiments generate a two-dimensional image that is substantially orthogonal to the two-dimensional image generated by the embodiments of the second group of embodiments and corresponding ones of the variations, Is obtained simultaneously with background reduction and compensation.

실시예의 제 3 그룹의 어떤 실시예 및 그 변형예들은, 실시예의 제 4 그룹의 실시예 및 그 변형예의 대응하는 것들에 의해 발생된 1차원 이미지에 거의 직교하는 1차원 이미지를 발생시키고, 1차원 이미지의 정보는 배경 감소 및 보상없이 동시에 얻어진다. 실시예의 제 3 그룹의 어떤 실시예 및 그 변형예들은, 실시예의 제 4 그룹의 실시예 및 그 변형예의 대응하는 것들에 의해 발생된 2차원 이미지에 거의 직교하는 2차원 이미지를 발생시키고, 2차원 이미지의 정보는 배경 감소 및 보상없이 동시에 얻어진다.Some embodiments of the third group of embodiments and variations thereof produce a one-dimensional image that is substantially orthogonal to the one-dimensional image generated by the embodiments of the fourth group of embodiments and corresponding variations thereof, The information in the image is obtained simultaneously without background reduction and compensation. Some embodiments of the third group of embodiments and variations thereof generate a two-dimensional image that is substantially orthogonal to the two-dimensional image generated by the embodiments of the fourth group of embodiments and corresponding variations thereof, The information in the image is obtained simultaneously without background reduction and compensation.

실시예의 제 5 그룹의 실시예 및 그 변형예들은 일련의 단일 포인트 이미지로서 다차원 이미지를 발생시키고, 단일 포인트 이미지는 배경 감소 및 보상과 함께 얻어진다.Embodiments of the fifth group of embodiments and variations thereof generate a multidimensional image as a series of single point images, and a single point image is obtained with background reduction and compensation.

간략히 설명하였듯이, 일 실시예에 따라서, 광대역의 공간적으로 인코히어런트한 포인트 소스로부터 소스 핀홀(pinhole)로의 광학적 방사를 초점을 맞춤으로써, 인-포커스 이미지의 복소진폭과 아웃-오브-포커스 이미지의 복소진폭을 변별하기 위한 방법 및 장치를 실시예의 제 1 그룹으로부터 제공한다. 소스 핀홀로부터 나온 광선은 평행하게 되어 제 1 이상기(phase shifter)로 향한다. 평행하게 된 광선의 제 1 부분의 위상은 이상기에 의해 변이되어 제 1 양의 위상변이된 광선을 만들고, 평행하게된 광선의 제 2 부분의 위상은 이상기에 의해 변이되어 제 2 양의 위상변이된 광선을 만든다. 제 1 및 제 2 양의 위상변이된 광선은 제 1 스폿에 초점이 맞추어진다.As described briefly, by focusing the optical emission from a broadband spatially coherent point source to a source pinhole, the complex amplitude of the in-focus image and the intensity of the out-of-focus image Methods and apparatus for discriminating complex amplitudes are provided from a first group of embodiments. The light rays emerging from the source pin hole become parallel to the first phase shifter. The phase of the first portion of the parallelized rays is shifted by the phase shifter to produce a first amount of phase shifted rays and the phase of the second portion of the parallelized rays is shifted by the phase shifter to produce a second amount of phase shifted Makes rays. The first and second amounts of phase-shifted light rays are focused on the first spot.

제 1 스폿으로부터 나오는 제 1 양의 위상변이된 광선은 평행하게 되고 빔 스플리터로 향한다. 평행하게된 광선의 제 1 부분은 빔 스플리터를 통과하여 제 1 양의 프로브 빔을 형성하고, 평행하게된 광선의 제 2 부분은 빔 스플리터에 의해 반사되어 제 1 양의 기준 빔을 형성한다. 제 1 스폿으로부터 나오는 제 2 양의 위상변이된 광선은 평행하게 되고 빔 스플리터로 향한다. 평행하게된 광선의 제 1 부분은 빔 스플리터를 통과하여 제 2 양의 프로브 빔을 형성하고, 평행하게된 광선의 제 2 부분은 빔 스플리터에 의해 반사되어 제 2 양의 기준 빔을 형성한다.The first positive phase-shifted beam emerging from the first spot is parallel and directed to a beam splitter. A first portion of the collimated beam passes through a beam splitter to form a first positive beam of probe and a second portion of the collimated beam is reflected by the beam splitter to form a first positive reference beam. The second amount of phase-shifted light rays emerging from the first spot become parallel and directed towards the beam splitter. A first portion of the collimated beam passes through a beam splitter to form a second amount of probe beam and a second portion of the collimated beam is reflected by the beam splitter to form a second positive reference beam.

프로브 빔의 제 1 및 제 2 양의 광선은 제 2 이상기로 보내진다. 프로브 빔의 제 1 양의 광선은 위상변이되어 제 3 양의 프로브 빔을 형성하고, 프로브 빔의 제 2 양의 광선은 위상변이되어 제 4 양의 프로브 빔을 형성하고, 제 3 및 제 4 양의 프로브 빔에 대해 제 1 및 제 2 이상기에 의해 만들어진 순 위상 변이는 동일하다. 제 3 및 제 4 양의 프로브 빔은 제 1 프로브 렌즈에 의해 초점이 맞추어져 대상재료(object material)에 라인 이미지를 형성하고 이에 의해 대상재료를 조명한다. 라인 이미지는 제 1 프로브 렌즈의 광축을 따라 가깝게 정렬하고, 광축을 따르는 라인 이미지의 길이는, 소스의 광학 대역폭 및 조절가능한 제 1 프로브 렌즈의 색수차 및 초점의 깊이 등과 같은 요소들의 결합에 의해 결정된다.The first and second amounts of light of the probe beam are directed to the second phase shifter. The first positive ray of the probe beam is phase shifted to form a third positive quantity of the probe beam and the second quantity of the beam of the probe beam is phase shifted to form a fourth positive quantity of the probe beam, The net phase shifts produced by the first and second phase shifters are the same for the probe beam of FIG. The third and fourth amounts of the probe beam are focused by the first probe lens to form a line image on the object material, thereby illuminating the material of interest. The line image is aligned close to the optical axis of the first probe lens and the length of the line image along the optical axis is determined by the combination of factors such as the optical bandwidth of the source and the chromatic aberration and focus depth of the adjustable first probe lens .

제 1 및 제 2 양의 기준 빔의 광선은 제 3 이상기로 보내진다. 제 1 양의 기준 빔의 광선은 위상변이되어 제 3 양의 기준 빔을 형성하고, 제 2 양의 기준 빔의 광선은 위상변이되어 제 4 양의 기준 빔을 형성하고, 제 3 및 제 4 양의 기준 빔에 대해 제 1 및 제 3 이상기에 의해 만들어진 순(net) 위상 변이는 동일하다. 제 3 및 제 4 양의 기준 빔은 기준 렌즈에 의해 기준 미러 위의 스폿에 초점이 맞추어진다. 조명된 대상로부터 프로브 렌즈의 방향으로 나오는 제 3 및 제 4 양의 프로브 빔의 반사된 및/또는 산란된 광선은 산란된 프로브 빔을 형성하고 평행이 되고 프로브 렌즈에 의해 제 2 이상기로 보내진다. 평행하게 된 광선의 제 1 부분의 위상은 변이되어 위상변이된 광선의 제 1 산란된 프로브 빔 양을 만들고, 평행하게 된 광선의 제 2 부분의 위상은 변이되어 위상변이된 광선의 제 2 산란된 프로브 빔 양을 만든다. 제 1 및 제 2 산랸된 프로브 빔 양의 광선은 빔 스플리터로 향한다. 제 1 및 제 2 산란된 프로브 빔 양의 부분은 빔 스플리터에 의해 반사되어 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔을 각각 형성한다. 산란된 프로브 빔의 제 3 및 제 4 양의 평행하게 된 광선은 공간 필터 렌즈에 의해 공간 필터 핀홀 위에 초점이 맞추어진다.The beams of the first and second amounts of reference beams are directed to the third phase shifter. The beams of the first amount of reference beam are phase shifted to form a third amount of reference beam and the beams of the second amount of reference beam are phase shifted to form a fourth amount of reference beam, The net phase shifts produced by the first and third phase shifters are the same for the reference beam of FIG. The third and fourth amounts of the reference beam are focused on the spot on the reference mirror by the reference lens. The reflected and / or scattered light beams of the third and fourth positive probe beams emerging from the illuminated object in the direction of the probe lens form a scattered probe beam and are collimated and sent to the second phase shifter by the probe lens. The phase of the first portion of the parallelized rays is mutated to produce a first scattered probe beam amount of the phase shifted rays and the phase of the second portion of the parallelized rays is mutated to produce a second scattered Make the amount of probe beam. The beams of the first and second ablated probe beam quantities are directed to a beam splitter. The portions of the first and second scattered probe beam amounts are reflected by the beam splitter to form third and fourth amounts of scattered probe beams, respectively. The parallel rays of light in the third and forth of the scattered probe beam are focused on the spatial filter pinhole by a spatial filter lens.

기준 미러 위의 스폿으로부터 기준 렌즈 방향으로 나오는 반사된 광선은 반사된 기준 빔을 형성하고 평행하게 되고 기준 렌즈에 의해 제 3 이상기로 보내진다. 평행하게 된 광선의 제 1 부분의 위상은 변이되어 위상변이된 광선의 제 1 반사된 기준 빔 양을 만들고, 평행하게 된 광선의 제 2 부분의 위상은 변이되어 위상변이된 광선의 제 2 반사된 기준 빔 양을 만든다. 제 1 및 제 2 반사된 기준 빔 양의 광선은 빔 스플리터로 보내진다. 제 1 및 제 2 반사된 빔 양의 부분은 빔 스플리터에 의해 전송되어 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔을 각각 형성한다. 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 평행하게 된 광선은 공간 필터 렌즈에 의해 공간 필터 핀홀 상으로 초점이 맞추어진다.The reflected light rays emerging from the spot on the reference mirror in the direction of the reference lens form a reflected reference beam and become parallel and transmitted to the third phase shifter by the reference lens. The phase of the first portion of the parallelized rays is mutated to produce a first reflected reference beam amount of the phase shifted rays and the phase of the second portion of the parallelized rays is mutated to form a second reflected Make a reference beam amount. The first and second reflected reference beam amounts of light are directed to a beam splitter. The portions of the first and second reflected beam amounts are transmitted by a beam splitter to form third and fourth amounts of reflected reference beams, respectively. The parallel rays of the third and fourth amounts of reflected reference beam are focused onto the spatial filter pinhole by a spatial filter lens.

제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔의 부분은 공간 필터 핀홀을 통과하여, 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔을 각각 형성한다. 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔은 평행하게 되고 분산 소자 렌즈에 의해 분산 소자, 바람직하게는 반사하는 회절격자(diffraction grating)로 보내진다.The third and fourth portions of the scattered probe beam pass through a spatial filter pinhole to form spatially filtered third and fourth amounts of scattered probe beams, respectively. The spatially filtered third and fourth amounts of scattered probe beam are collimated and transmitted by a dispersive element lens to a dispersive element, preferably a reflecting diffraction grating.

제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 부분은 공간 필터 핀홀을 통과하여, 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔을 각각 형성한다. 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔은 평행하게 되고 분산 소자 렌즈에 의해 분산 소자로 보내진다.The third and fourth portions of the reflected reference beam pass through the spatial filter pinholes to form spatially filtered third and fourth amounts of reflected reference beams, respectively. The spatially filtered third and fourth reflected reference beams become parallel and are directed to the dispersive element by a dispersive element lens.

분산 소자로부터 나오는 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔의 각각의 부분은 검출기 렌즈를 통과하여 파수로 필터링되고 공간적으로필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔을 각각 형성한다. 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔은 검출기 렌즈에 의해 초점이 맞추어져 검출기 핀홀의 선형 어레이를 포함하는 플레인(plane) 위에 라인 이미지를 형성한다. 분산 소자로부터 나오는 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 각각의 부분은 검출기 렌즈를 통과하여 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔을 각각 형성한다. 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔은 검출기 렌즈에 의해 초점이 맞추어지고, 핀홀의 선형 어레이를 포함하는 플레인 위에 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 라인 이미지를 형성한다.Each portion of the spatially filtered third and fourth amounts of scattered probe beam from the dispersive element is passed through a detector lens and filtered into a wavenumber and spatially filtered third and fourth amounts of scattered probe beams . The wavenumber filtered and spatially filtered third and fourth amounts of scattered probe beam are focused by a detector lens to form a line image on a plane comprising a linear array of detector pinholes. Each portion of the spatially filtered third and fourth reflected reference beams emerging from the dispersive element passes through a detector lens and is filtered by a wavenumber and the spatially filtered third and fourth reflected reference beams . The wavenumber filtered and spatially filtered third and fourth reflected reference beams are focused by a detector lens and are filtered by wave number on planes comprising a linear array of pin holes and spatially filtered third and fourth 4 < / RTI > positive reference beam.

검출기 핀홀로부터 전송된, 이중인화되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔 및 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 부분들의 강도는, 측정된 강도값의 제 1 어레이로서 픽셀의 선형 어레이로 구성된 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다. 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 위상은 제 4 이상기에 의해 라디안 만큼 변이되어, 제 1 위상변이되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔을 형성한다. 검출기 핀홀로부터 전송된, 이중인화되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔 및 제 1 변이되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 부분들의 강도는, 측정된 강도값의 제 2어레이로서 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다.A third and fourth amount of scattered probe beam transmitted from the detector pin hole, double-printed, wavenely filtered and spatially filtered, and a third and fourth amount of spatially filtered reflected reference beam The intensity of the parts is measured by a multi-pixel detector consisting of a linear array of pixels as a first array of measured intensity values. The phases of the third and fourth amounts of reflected reference beams filtered by the wavenumber filtered and spatially filtered are shifted by radians by a fourth phase shifter to produce a first phase shifted and wavenumber filtered spatially filtered third and fourth Thereby forming a positive reflected reference beam. A third and fourth amount of scattered probe beam transmitted from the detector pin hole, double-printed, wavenely filtered and spatially filtered, and a third, fourth, and first shifted, wavenely filtered spatially filtered, The intensity of the portions of the reference beam is measured by a multi-pixel detector as a second array of measured intensity values.

파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 위상은 제 4 이상기에 의해 부가 라디안 만큼 변이되어, 제 2 위상변이되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔을 각각 형성한다. 검출기 핀홀로부터 전송된 이중인화된 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔 및 제 2 위상변이되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 부분의 강도는, 측정된 강도값의 제 3 어레이로서 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다.The phases of the third and fourth amounts of reflected reference beams filtered by the wavenumber filtered and spatially filtered are shifted by the additional radians by a fourth phase shifter to produce a second phase shifted and wavenumber filtered spatially filtered third and 4 positive reflected reference beams, respectively. A third and fourth amount of spatially filtered scattered probe beam filtered with a double-printed wavenumber transmitted from a detector pin hole, and a third and fourth amount of reflected, second phase shifted, wavenely filtered spatially filtered spatially filtered The intensity of the portion of the reference beam that is measured is measured by the multi-pixel detector as a third array of measured intensity values.

파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 위상은 제 4 이상기에 의해 부가 라디안 만큼 변이되어, 제 3 위상변이되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔을 각각 형성한다. 검출기 핀홀로부터 전송된, 이중인화되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 산란된 프로브 빔 및 제 3 위상변이되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 제 3 및 제 4 양의 반사된 기준 빔의 부분의 강도는, 측정된 강도값의 제 4 어레이로서 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다.The phases of the third and fourth reflected reference beams filtered and spatially filtered are shifted by an additional radian by a fourth phase shifter to produce a third phase shifted and wavenhed filtered spatially filtered third and 4 positive reflected reference beams, respectively. A third and fourth amount of scattered probe beam transmitted from the detector pinhole, double-printed, wavenely filtered and spatially filtered, and a third phase shifted, wavenumber filtered and spatially filtered third and fourth The intensity of the portion of the reflected reference beam is measured by a multi-pixel detector as a fourth array of measured intensity values.

다음 단계에서, 측정된 강도값의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 어레이는 처리를 위해 컴퓨터로 보내진다. 측정된 강도값의 제 2 어레이의 요소는 측정된 강도값의 제 1 어레이의 대응 요소로부터 컴퓨터에 의해 감산되고, 거의 상쇄된 아웃-오브-포커스 이미지의 효과와 함께 검출기 핀홀의 플레인에서 초점이 맞추어진 산란된 프로브 빔의 복소진폭의 성분 값의 제 1 어레이의 측정치를 산출한다. 측정된강도값의 제 4 어레이의 요소는 측정된 강도값의 제 3 어레이의 대응 요소로부터 컴퓨터에 의해 감산되고, 거의 상쇄된 아웃-오브-포커스 이미지의 효과와 함께 검출기 핀홀의 플레인에서 초점이 맞추어진 산란된 프로브 빔의 복소진폭의 성분 값의 제 2 어레이의 측정치를 산출한다.In the next step, the first, second, third, and fourth arrays of measured intensity values are sent to the computer for processing. The elements of the second array of measured intensity values are subtracted by the computer from the corresponding elements of the first array of measured intensity values and are focused at the plane of the detector pinhole with the effect of the nearly canceled out- A measurement of the first array of component values of the complex amplitude of the naturally scattered probe beam is calculated. The elements of the fourth array of measured intensity values are subtracted by the computer from the corresponding elements of the third array of measured intensity values and are focused at the plane of the detector pinhole with the effect of the nearly canceled out- A measurement of the second array of component values of the complex amplitude of the naturally scattered probe beam is calculated.

산란된 프로브 빔 진폭의 성분 값의 제 1 및 제 2 어레이는 직교성분의 값이며, 거의 상쇄된 아웃-오브-포커스 이미지의 효과와 함께 검출기 핀홀의 플레인에서 인-포커스인 산란된 프로브 빔의 복소진폭의 정확한 측정치를 복소 상수 내에서 준다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 라인 섹션의 정확한 1차원 표현이, 필요한 대상재료의 스캐닝없이 얻어진다. 라인 섹션의 방향은 프로브 렌즈의 광축 방향이다. 라인 섹션은 대상재료의 하나이상의 표면을 통과하여 절단할 수도 있고, 또는 대상재료의 표면에 놓일 수도 있다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 정확한 2차원, 3차원 표현이, 각각 1 및 2 차원에서 대상재료의 스캐닝을 통해 얻은 측정된 강도값의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 어레이의 2차원 및 3차원 어레이로부터 각각 얻어진다. 대상재료의 바람직한 라인 섹션, 면 섹션, 또는 볼륨 섹션이 대상재료의 하나이상의 표면을 통과하거나 포함할 수 있다. 대상재료의 스캐닝은, 컴퓨터에 의해 제어되는 트랜스래이터(translator)로서 계통적으로 움직이는 대상재료에 의해 달성된다. 컴퓨터 알고리즘은 컴퓨터 디컨벌루션을 포함할 수 있으며, 당업자에게 공지된 적분 방정식 인버젼 기술은, 아웃-오브-포커스 이미지에 대해, 본 발명의 장치에 의해 산란된 프로브 빔의 진폭의 성분 값의 제 1 및 제 2 어레이에서 얻어진 보상이상으로 보정을 요구해야 한다.The first and second arrays of component values of the scattered probe beam amplitudes are the values of the quadrature components and are the complex of the in-focus scattered probe beam in the plane of the detector pinhole with the effect of the nearly canceled out- Gives an accurate measurement of the amplitude within a complex constant. Using computer and computer algorithms known to those skilled in the art, an accurate one-dimensional representation of the line section of the material of interest is obtained without the scanning of the required material of interest. The direction of the line section is the optical axis direction of the probe lens. The line section may be cut through one or more surfaces of the target material, or may be placed on the surface of the target material. Using computer and computer algorithms known to those of ordinary skill in the art, accurate two-dimensional, three-dimensional representations of the material of interest can be obtained by first, second, and third measurements of the measured intensity values obtained through scanning of the material of interest, , And a two-dimensional and three-dimensional array of a fourth array, respectively. A preferred line section, surface section, or volume section of the material of interest may pass or contain one or more surfaces of the material of interest. Scanning of the material of interest is accomplished by a material that is systematically moved as a computer-controlled translator. Computer algorithms may include computer deconvolution, and version techniques, which are known to those skilled in the art and are integral equations, can be applied to an out-of-focus image in which the first component of the component value of the amplitude of the probe beam scattered by the apparatus of the present invention And compensation beyond the compensation obtained in the second array.

제 2 실시예에 따라서, 광대역의, 공간적으로 확장되고 공간적으로 인코히어런트한 라인 소스로부터, 상술한 실시예의 전자 처리수단 및 장치를 포함하는 소스 핀홀의 선형 어레이로의 광학적 방사를 초점을 맞춤으로써, 인-포커스 이미지의 복소진폭과 아웃-오브-포커스 이미지의 복소진폭을 변별하는 방법 및 장치를 제공하며, 이때, 제 1 실시예의 소스 핀홀은 소스 핀홀의 선형 어레이로 대체되고, 제 1 실시예의 공간 필터 핀홀은 공간 필터 핀홀의 선형 어레이로 대체되고, 제 1 실시예의 검출기 핀홀의 선형 어레이 및 멀티-픽셀 검출기는 검출기 핀홀의 2차원 어레이 및 2차원 어레이의 픽셀로 구성된 멀티-픽셀 검출기로 각각 대체되었다. 소스 핀홀의 선형 어레이 및 공간 필터 핀홀의 선형 어레이의 방향들은 분산 소자에 의해 정의된 평면에 직각을 이룬다. 검출기 픽셀 및 검출기 핀홀의 2차원 어레이는, 멀티-픽셀 검출기에서 인-포커스 플레인에 있는 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지와 방향이 맞추어진다.By focusing on the optical emission from a broadband, spatially extended and spatially incoherent line source to a linear array of source pinholes including the electronic processing means and apparatus of the above-described embodiment, according to the second embodiment , A method and apparatus for distinguishing the complex amplitude of an in-focus image and the complex amplitude of an out-of-focus image, wherein the source pinhole of the first embodiment is replaced by a linear array of source pinholes, The spatial filter pinholes are replaced by a linear array of spatial filter pinholes and the linear array and multi-pixel detector of the detector pinhole of the first embodiment are replaced by a multi-pixel detector consisting of a two-dimensional array of detector pinholes and a two- . The linear array of source pin holes and the linear array of spatial filter pin holes are perpendicular to the plane defined by the dispersive element. A two-dimensional array of detector pixels and detector pinholes is aligned with an image of a linear array of source pinholes in the in-focus plane in the multi-pixel detector.

파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔 진폭의 제 1 및 제 2 성분 값의 측정된 어레이의 요소는 직교성분의 값이며, 거의 상쇄된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 빛의 효과와 함께 검출기 핀홀의 2차원 선형 어레이의 플레인에서 인-포커스 산란된 프로브 빔의 복소진폭의 정확한 측정값을, 복소 상수 내에서 준다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 2차원 섹션의 정확한 2차원 표현이 스캐닝의 필요없이 얻어진다. 2차원 섹션은, 프로브 렌즈의 광축 및 소스 핀홀의 선형 어레이의 각 방향에 의해 선택된다. 2차원 섹션은 대상재료의 하나이상의 표면을 통과하여 절단할 수도 있고, 대상재료의 표면에 놓일 수도 있다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상의 정확한 3차원 표현이, 실질적으로 1차원에 있는 대상의 스캐닝을 통해 얻어진 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 강도값의 3차원 어레이로부터 얻어진다. 대상재료의 3차원 표현은 대상재료의 하나이상의 표면의 표현을 포함할 수 있다. 컴퓨터 알고리즘은 컴퓨터 디컨벌루션을 포함할 수 있으며, 당업자에게 공지된 적분 방정식 인버젼 기술은, 아웃-오브-포커스 이미지에 대해, 본 발명의 장치에 의해 산란된 프로브 빔의 진폭의 성분 값의 제 1 및 제 2 어레이에서 얻어진 보상 이상으로 보정을 요구해야 한다.The elements of the measured array of the first and second component values of the wavenumber-filtered and spatially filtered scattered probe beam amplitudes are the values of the quadrature components, with the effect of light from the nearly canceled out-of-focus image Gives an accurate measurement of the complex amplitude of the in-focus scattered probe beam in the plane of the two-dimensional linear array of detector pin holes within a complex constant. Using computer algorithms known to those skilled in the art, a precise two-dimensional representation of a two-dimensional section of the material of interest is obtained without the need for scanning. The two-dimensional section is selected by the respective directions of the optical axis of the probe lens and the linear array of the source pin holes. The two-dimensional section may be cut through one or more surfaces of the target material, or may be placed on the surface of the target material. Using computer algorithms known to those skilled in the art, an accurate three-dimensional representation of an object is obtained from a three-dimensional array of first, second, third, and fourth intensity values obtained through scanning of objects in substantially one dimension Loses. A three-dimensional representation of the material of interest may include a representation of one or more surfaces of the material of interest. Computer algorithms may include computer deconvolution, and version techniques, which are known to those skilled in the art and are integral equations, can be applied to an out-of-focus image in which the first component of the component value of the amplitude of the probe beam scattered by the apparatus of the present invention And compensation beyond the compensation obtained in the second array.

제 2 실시예의 변형예에 따라서, 광대역의, 공간적으로 확장되고 공간적으로 인코히어런트한 라인 소스로부터, 상술한 제 2 실시예의 전자 처리수단 및 장치를 포함하는 소스 슬릿으로의 광학적 방사를 초점을 맞춤으로써, 인-포커스 이미지와 아웃-오브-포커스 이미지를 변별하는 방법 및 장치를 제공하며, 이때, 제 2 실시예의 소스 핀홀의 선형 어레이는 소스 슬릿으로 대체되고, 제 2 실시예의 공간 필터 핀홀의 선형 어레이는 공간 필터 슬릿으로 대체되고, 소스 슬릿 및 공간 필터 슬릿의 방향들은 분산 소자에 의해 정의된 평면에 직각을 이룬다.According to a modification of the second embodiment, the optical radiation from the broadband, spatially extended and spatially incoherent line source to the source slit including the electronic processing means and apparatus of the second embodiment described above is focused Focus image and an out-of-focus image, wherein the linear array of source pin holes of the second embodiment is replaced by a source slit, and the linear filter of the linear filter of the spatial filter pin hole of the second embodiment The array is replaced by a spatial filter slit, and the directions of the source slit and the spatial filter slit are perpendicular to the plane defined by the dispersive element.

파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔 진폭의 제 1 및 제 2 성분 값의 측정된 어레이의 요소는 직교성분의 값이며, 거의 상쇄된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 빛의 효과와 함께 검출기 핀홀의 2차원 어레이의 플레인에서 인-포커스 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 복소진폭의 정확한 측정치를, 복소 상수 내에서 준다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 2차원 섹션의 정확한 2차원 표현이 스캐닝의 필요없이 얻어진다. 2차원 섹션은 프로브 렌즈의 광축 및 소스 슬릿의 방향에 의해 각각 선택된다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 정확한 3차원 표현이, 1차원에서 대상재료의 스캐닝을 통해 얻은 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 강도값의 3차원 어레이로부터 얻어진다. 대상재료의 스캐닝은, 컴퓨터에 의해 제어되는 트랜스래이터로서 1차원에서 대상재료를 계통적으로 이동시킴으로써 얻을 수 있다. 컴퓨터 알고리즘은 컴퓨터 디컨벌루션을 포함할 수 있으며, 당업자에게 공지된 적분 방정식 인버젼 기술은, 아웃-오브-포커스 이미지에 대해, 본 발명의 장치에 의해 얻어진 보상 이상으로 보정을 요구해야 한다.The elements of the measured array of the first and second component values of the wavenumber-filtered and spatially filtered scattered probe beam amplitudes are the values of the quadrature components, with the effect of light from the nearly canceled out-of-focus image Gives an accurate measurement of the complex amplitude of the spatially filtered scattered probe beam filtered in the in-focus wave in the plane of the two-dimensional array of detector pin holes within a complex constant. Using computer algorithms known to those skilled in the art, a precise two-dimensional representation of a two-dimensional section of the material of interest is obtained without the need for scanning. The two-dimensional section is selected by the optical axis of the probe lens and the direction of the source slit, respectively. Using computer and computer algorithms known to those skilled in the art, an accurate three-dimensional representation of the material of interest is obtained from a three-dimensional array of first, second, third and fourth intensity values obtained through scanning of the material of interest in one dimension Loses. Scanning of the target material can be achieved by systematically moving the target material in one dimension as a computer controlled trans- lator. Computer algorithms can include computer deconvolution, and versioning, an integral equation known to those skilled in the art, requires correction for out-of-focus images beyond the compensation obtained by the inventive apparatus.

본 발명의 제 1 및 제 2의 바람직한 실시예의 대안적인 실시예는, 본 발명의 제 1 및 제 2의 바람직한 실시예의 주요 장치에 사용되는 것과 실질적으로 동일한 전자 처리수단 및 부가적인 광학적 수단을 사용하여, 신호 대 잡음비를 향상 및/또는 최적화시키는 능력을 포함한다. 부가적인 광학적 수단은 기준 빔 및 프로브 빔에 대한 변경된 경로를 포함하며, 이에 따라, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 어느 하나에 대해 선택된 검출기 핀홀 상에 초점이 맞추어진, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링되고 반사된 기준 빔의 진폭이, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 어느 하나의 선택된 검출기 핀홀 상에 이미징되고 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링되고 산란된 프로브 빔의 진폭과 관련하여 조절될 수 있다.Alternative embodiments of the first and second preferred embodiments of the present invention may be implemented using substantially the same electronic processing means and additional optical means as those used in the primary devices of the first and second preferred embodiments of the present invention , And the ability to enhance and / or optimize the signal-to-noise ratio. The additional optical means comprise a modified path for the reference beam and the probe beam and are thus filtered in a wavenumatic focus spatially on the detector pinhole selected for either of the first or second embodiment The amplitudes of the filtered and reflected reference beams can be adjusted with respect to the amplitudes of the probe beams that are imaged and waved filtered and spatially filtered on the selected detector pinholes of either the first embodiment or the second embodiment .

본 발명의 제 3 실시예에 따라서, 상술한 제 1 실시예의 장치를 포함하며 신호대 잡음비를 조절하거나 개선하고 및/또는 최적화하는 수단과, 선택된 검출기 핀홀 위에 초점이 맞추어진 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링되고 산란된 프로브 빔의 진폭과 관련하여, 선택된 검출기 핀홀 위에 초점이 맞추어진 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링되고 반사된 기준 빔의 진폭을 조절하는 광학적 수단으로, 인-포커스 이미지의 복소진폭과 아웃-오브-포커스 이미지의 복소진폭을 변별하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 광대역의 공간적으로 인코히어런트한 포인트 소스로부터의 광선은 소스 핀홀 위에 초점이 맞추어진다. 소스 핀홀로부터 나온 광선은 평행하게 되고 제 1 이상기로 보내진다. 평행하게 된 광선의 제 1 부분의 위상은 변이되어 제 1 양의 위상변이된 광선을 만들고, 평행하게 된 광선의 제 2 부분의 위상은 변이되어 제 2 양의 위상변이된 광선을 만든다.According to a third embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting, improving and / or optimizing a signal-to-noise ratio comprising the apparatus of the first embodiment described above, means for filtering, Focused images on the selected detector pinholes are filtered with respect to the amplitude of the scattered probe beam and filtered by spatially filtered and optical means for adjusting the amplitude of the reflected reference beam, A method and apparatus for distinguishing the complex amplitude of an orbital image are provided. The light from a broadband spatially incoherent point source is focused on the source pinhole. The light rays coming from the source pin hole become parallel and are sent to the first phase shifter. The phase of the first portion of the parallel rays is shifted to produce a first amount of phase shifted rays and the phase of the second portion of the parallel rays is shifted to produce a second amount of phase shifted rays.

위상변이된 광선의 제 1 및 제 2 양은 제 1 빔 스플리터에 부딪힌다. 위상변이된 광선의 제 1 양의 제 1 부분은 제 1 빔 스플리터를 통과하여 프로브 빔의 제 1 양을 형성하고, 위상변이된 광선의 제 1 양의 제 2 부분은 제 1 빔 스플리터에 의해 반사되어 기준 빔의 제 1 양을 형성한다. 위상변이된 광선의 제 2 양의 제 1 부분은 제 1 빔 스플리터를 통과하여 프로브 빔의 제 2 양을 형성하고, 위상변이된 광선의 제 2 양의 제 2 부분은 제 1 빔 스플리터에 의해 반사되어 기준 빔의 제 2 양을 형성한다. 프로브 빔의 제 1 양 및 제 2 양이 제 1 프로브 빔 스폿에 포커싱된다. 기준 빔의 제 1 양 및 제 2 양은 제 1 기준 빔 스폿에 포커싱된다.The first and second amounts of phase shifted light rays impinge on the first beam splitter. A first portion of the first amount of phase shifted light beam passes through a first beam splitter to form a first amount of the probe beam and a second portion of the first amount of phase shifted light ray is reflected by the first beam splitter Thereby forming a first amount of reference beam. The first portion of the second amount of phase shifted light beam passes through the first beam splitter to form a second amount of the probe beam and the second portion of the second amount of phase shifted light ray is reflected by the first beam splitter Thereby forming a second amount of reference beam. The first and second amounts of the probe beam are focused on the first probe beam spot. The first and second amounts of the reference beam are focused on the first reference beam spot.

제 1 프로브 빔 스폿으로부터 방사되는 프로브 빔의 제 1 양의 광선은 평행화되어 제 2 빔 스플리터에 지향된다. 평행해진 광선의 일부는 프로브 빔의 제 3양을 형성하기 위해 제 2 빔 스플리터를 통과한다. 제 1 프로브 빔 스폿으로부터 방사되는 프로브 빔의 제 2 양의 광선은 평행화되어 제 2 빔 스플리터에 지향된다. 평행해진 광선의 일부는 프로브 빔의 제 4 양을 형성하기 위해 제 2 빔 스플리터를 통과한다. 프로브 빔의 제 3 및 제 4 양의 광선은 제 2 이상기 에 지향된다. 프로브 빔의 제 3 양의 광선은 제 2 이상기 를 통과하여 프로브 빔의 제 5 양을 형성하기 위해 위상 변이된다. 프로브 빔의 제 4 양의 광선은 제 2 이상기 를 통과하여 프로브 빔의 제 6 양을 형성하기 위해 위상 변이되고, 프로브 빔의 제 5 양 및 제 5 양이 동일하게 되게 하기 위해 제 1 및 제 2 이상기 에 의해 네트 위상 변이가 발생된다.A first positive ray of the probe beam emitted from the first probe beam spot is collimated and directed to a second beam splitter. A portion of the parallel rays pass through the second beam splitter to form a third amount of the probe beam. A second amount of the beam of the probe beam that is emitted from the first probe beam spot is collimated and directed to the second beam splitter. A portion of the parallel rays pass through a second beam splitter to form a fourth quantity of the probe beam. The third and fourth amounts of light of the probe beam are directed to the second phase shifter. A third amount of light beam of the probe beam passes through the second phase shifter and is phase shifted to form a fifth amount of the probe beam. A fourth positive ray of the probe beam is phase-shifted to form a sixth quantity of the probe beam through the second phase shifter, and the first and second quantities of the probe beam, The net phase shift is caused by the phase shifter.

제 1 기준 빔 스폿으로부터 방사되는 기준 빔의 제 1 양의 광선은 평행화되고 제 3 이상기 에 지향되어 기준 빔의 제 3 양으로서 나타난다. 제 1 기준 빔 스폿으로부터 방사되는 기준 빔의 제 2 양의 광선은 평행화되고 제 3 이상기 에 지향되어 기준 빔의 제 4 양으로서 나타나고, 기준 빔의 제 3 양 및 제 4 양이 동일하게 되게 하기 위해 제 1 및 제 3 이상기 에 의해 네트 위상 변이가 발생된다. 기준 빔의 제 3 양의 일부는 기준 빔의 제 5 양을 형성하기 위해 제 3 빔 스플리터에 의해 반사된다. 기준 빔의 제 4 양의 일부는 기준 빔의 제 6 양을 형성하기 위해 제 3 빔 스플리터에 의해 반사된다. 기준 빔의 평행해진 제 5 양 및 제 6양은 기준 렌즈에 의해 기준 미러상의 제 2 기준 빔 스폿에 포커싱된다.The first positive ray of reference beam emitted from the first reference beam spot is collimated and directed towards the third phase shifter to appear as a third amount of reference beam. The second quantity of light of the reference beam emitted from the first reference beam spot is collimated and directed to the third stage to appear as a fourth quantity of the reference beam and the third quantity and the fourth quantity of the reference beam are equal A net phase shift is generated by the first and third phase shifters. A portion of the third amount of the reference beam is reflected by the third beam splitter to form a fifth amount of the reference beam. A portion of the fourth amount of the reference beam is reflected by the third beam splitter to form a sixth amount of the reference beam. The collimated fifth and sixth amounts of the reference beam are focused on the second reference beam spot on the reference mirror by the reference lens.

프로브 빔의 평행해진 제 5 양 및 제 6양은 대상재료에 라인 이미지를 형성하기 위해 프로브 렌즈에 의해 포커싱되어 대상재료를 일루미네이팅한다. 라인 이미지는 프로브 렌즈의 광학축을 따라 근거리로 정렬되고 광학축을 따르는 라인 이미지의 길이는 소스의 광학 대역폭과 프로브 렌즈의 색수차 및 초점 깊이와 같은 인자의 조합에 의해 결정된다.The collimated fifth and sixth quantities of the probe beam are focused by the probe lens to form a line image on the target material to illuminate the target material. The line image is aligned close to the optical axis of the probe lens and the length of the line image along the optical axis is determined by a combination of factors such as the optical bandwidth of the source and the chromatic aberration and focus depth of the probe lens.

프로브 렌즈의 방향에서 이루미네이팅된 물체로부터 방사된 프로브 빔의 제 5양 및 제 6 양의 반사 및/또는 산란된 광선은 산란된 프로브 빔을 형성한다. 산란된 프로브 빔은 프로브 렌즈에 의해 평행화되어 제 2 이상기에 지향된다. 평행화한 광선의 제 1 부분의 위상은 위상-변이된 광선의 제 1 산란된 프로브 빔 양을 발생시키기 위해 변이되고, 평행화한 광선의 제 2 부분의 위상은 위상-변이된 광선의 제 2 산란된 프로브 빔 양을 발생시키기 위해 변이된다. 제 1 및 제 2 산란된 프로브 빔 양의 광선은 제 2 빔 스플리터에 지향된다. 제 1 및 제 2 산란된 프로브 빔 양의 일부는 각각 산란된 프로브 빔의 제 3 및 제 4 양을 형성하기 위해 제 2 빔 스플리터에 의해 반사된다. 산란된 프로브 빔의 제 3 및 제 4 양의 평행화한 광선은 공간 필터에 의해 공간 필터 핀홀에 포커싱된다.The reflected and / or scattered rays of the fifth and sixth amounts of the probe beam emitted from the object imaged in the direction of the probe lens form a scattered probe beam. The scattered probe beam is collimated by the probe lens and directed to the second phase shifter. The phase of the first portion of the collimated light beam is varied to produce a first scattered beam amount of the phase-shifted light beam, and the phase of the second portion of the collimated light beam is shifted to produce a second And is varied to generate the amount of scattered probe beam. The first and second scattered probe beam amounts of light are directed to a second beam splitter. A portion of the first and second scattered probe beam amounts are each reflected by a second beam splitter to form third and fourth amounts of the scattered probe beam. The collimated rays of the third and fourth amounts of the scattered probe beam are focused on the spatial filter pinhole by a spatial filter.

제 2 기준 빔 스폿으로부터 방사되어 기준 렌즈의 방향에서 기준 미러에 반사하는 반사 광선은 반사된 기준 빔을 형성하고 평행화되어 기준 렌즈에 의해 제 3 빔 스플리터에 지향된다. 반사된 기준 빔의 일부는 제 3 빔 스플리터에 의해 투과되어 제 4 빔 스플리터에 충돌한다. 투과된 빔의 제 1 부분의 위상은 위상-변이된 광선의 제 2 반사된 기준 빔 양을 발생시키기 위해 변이되고 투과된 빔의 제 2 부분의 위상은 위상-변이된 광선의 제 2 반사된 기준 빔 양을 발생시키기 위해 변이된다. 제 1 및 제 2 반사된 기준 빔 양의 광선은 제 2 빔 스플리터에 지향된다. 제1 및 제 2 반사된 기준 빔 양의 일부는 각각 반사된 기준 빔의 제 3 빛 제 4 양을 형성하기 위해 제 2 빔 스플리터에 의해 투과된다. 반사된 기준 빔의 제 3 빛 제 4 양의 평행해진 광선은 공간 필터에 의해 공간 필터 핀홀에 포커싱된다.A reflected light beam that is emitted from the second reference beam spot and reflects to the reference mirror in the direction of the reference lens forms a reflected reference beam and is collimated and directed to the third beam splitter by the reference lens. A portion of the reflected reference beam is transmitted by the third beam splitter and impinges on the fourth beam splitter. The phase of the first portion of the transmitted beam is shifted to produce a second reflected reference beam amount of the phase-shifted beam and the phase of the second portion of the transmitted beam is shifted to produce a second reflected reference beam of phase- And is varied to generate a beam amount. The first and second reflected reference beam amounts of light are directed to a second beam splitter. A portion of the first and second reflected reference beam amounts are each transmitted by a second beam splitter to form a third amount of a third light beam of the reflected reference beam. The third light of the reflected reference beam and the parallel rays of the fourth light are focused on the spatial filter pinhole by a spatial filter.

산란된 프로브 빔의 제 3 양 및 제 4 양의 각각의 일부는 각각 산란된 프로브 빔의 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해 공간 필터 핀홀을 통과한다. 산란된 프로브 빔의 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양은 평행화되고 분광 엘리먼트 렌즈에 의해 분광 엘리먼트 바람직하게는 반사 회절 격자에 지향된다.Each portion of each of the third and fourth amounts of the scattered probe beam passes through a spatial filter pinhole to form a third and a fourth spatially filtered amount of scattered probe beam. The spatially filtered third and fourth quantities of the scattered probe beam are collimated and directed by a spectroscopic element lens to a spectroscopic element, preferably a reflection diffraction grating.

반사된 기준 빔의 제 3 양 및 제 4 양의 각각의 일부는 각각 반사된 기준 빔의 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해 공간 필터 핀홀을 통과한다. 반사된 기준 빔의 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양은 평행화되고 분광 엘리먼트 렌즈에 의해 분광 엘리먼트에 지향된다.A portion of each of the third and fourth amounts of the reflected reference beam passes through the spatial filter pinhole to form a third and a fourth spatially filtered amount of the reflected reference beam, respectively. The spatially filtered third and fourth quantities of the reflected reference beam are collimated and directed to the spectroscopic element by a spectroscopic element lens.

분광 엘리먼트로부터 방사하는 산란된 프로브 빔의 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 각각의 일부는 각각 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해 검출기 렌즈를 통과한다. 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양은 검출기 핀홀의 선형 어레이를 포함하는 플레인상에 라인 이미지를 형성하기 위해 검출기 렌즈에 의해 포커싱된다. 분광 엘리먼트로부터 방사하는 반사된 기준 빔의 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 각각의 일부는 각각 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해검출기 렌즈를 통과한다. 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양은 검출기 핀홀의 선형 어레이를 포함하는 플레인상에 라인 이미지를 형성하기 위해 검출기 렌즈에 의해 포커싱된다.A portion of each of the spatially filtered third and fourth quantities of scattered probe beam emanating from the spectroscopic element are each filtered with the wavenumbers of the scattered probe beams to form a third and fourth spatially filtered quantities Through the detector lens. The third and fourth spatially filtered quantities are filtered by the wavenum of the scattered probe beam and are focused by the detector lens to form a line image on a plane containing a linear array of detector pinholes. A portion of each of the spatially filtered third and fourth quantities of the reflected reference beam radiating from the spectroscopic element is filtered with the wavenum of the reflected reference beam to form a third and fourth spatially filtered volume, Through the detector lens. The third and fourth spatially filtered quantities are filtered by the wave number of the reflected reference beam and are focused by the detector lens to form a line image on a plane containing a linear array of detector pin holes.

검출기 핀홀에 의해 투과된 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양과 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 중첩된 부분의 강도는 측정된 강도 값의 제 1 어레이로서 픽셀로 된 선형 어레이로 이루어진 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다. 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 위상은 반사된 기준 빔의 제 1 위상-변이되고, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해 제 5 이상기 에 의해 라디안 만큼 변이된다. 검출기 핀홀에 의해 투과된 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양과 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 중첩된 일부분의 강도는 측정된 강도 값의 제 2 어레이로서 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다.The third and fourth spatially filtered filtered spectra filtered by the wave number of the reflected reference beam transmitted by the detector pinhole and filtered by the wave number of the scattered probe beam, The intensity of the portion that was measured was measured by a multi-pixel detector consisting of a linear array of pixels as a first array of measured intensity values. The spatially filtered third and fourth positive phases being filtered by the wave number of the reflected reference beam, the first phase-shifted, and the spatially filtered third and fourth positive phases of the reflected reference beam, 4 < / RTI > quantity by the fifth phase shifter. The third and fourth spatially filtered filtered spectra filtered by the wave number of the reflected reference beam transmitted by the detector pinhole and filtered by the wave number of the scattered probe beam, The intensity of a portion of the measured intensity value is measured by a multi-pixel detector as a second array of measured intensity values.

반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 위상은 각각 반사된 기준 빔의 제 2 위상-변이되고, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해 제 5 이상기 에 의해 추가의 라디안 만큼 변이된다. 검출기 핀홀에 의해 투과된 반사된 기준 빔의 제 2 위상-변이되고, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양과 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 중첩된부분의 강도는 측정된 강도 값의 제 3 어레이로서 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다.And the spatially filtered third and fourth positive phases are each a second phase-shifted version of the reflected reference beam, filtered with a wavenumber, and filtered with a third spatially filtered amount, And is shifted by an additional radian by the fifth phase shifter to form a fourth quantity. A second phase-shifted version of the reflected reference beam transmitted by the detector pinhole, filtered with a wavenumber, filtered with third and fourth spatially filtered quantities and a wave number of scattered probe beams, The intensity of the overlapping portions of the positive and fourth quantities is measured by a multi-pixel detector as a third array of measured intensity values.

반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 위상은 각각 반사된 기준 빔의 제 3 위상-변이되고, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양을 형성하기 위해 제 5 이상기 에 의해 추가의 라디안 만큼 변이된다. 검출기 핀홀에 의해 투과된 반사된 기준 빔의 제 3 위상-변이되고, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양과 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 중첩된 부분의 강도는 측정된 강도 값의 제 4 어레이로서 멀티-픽셀 검출기에 의해 측정된다.And the spatially filtered third and fourth positive phases are each a third phase-shifted version of the reflected reference beam, filtered with a wavenumber, and filtered with a third spatially filtered amount, And is shifted by an additional radian by the fifth phase shifter to form a fourth quantity. A third phase-shifted version of the reflected reference beam transmitted by the detector pinhole, filtered with a wavenumber, filtered with third and fourth spatially filtered quantities and a wave number of scattered probe beams, The intensity of the overlapping portions of the positive and fourth quantities is measured by a multi-pixel detector as a fourth array of measured intensity values.

다음 단계에서, 측정된 강도 값의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 어레이는 처리를 위해 컴퓨터에 전송된다. 측정된 강도 값의 제 2 어레이의 엘리먼트는, 실질적으로 무효로 된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 광 효과로 검출기 핀홀의 플레인에 포커싱되는 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 제 1 어레이 성분 값의 측정치를 산출하기 위해 컴퓨터에 의해 측정된 강도 값의 제 1 어레이의 대응하는 엘리먼트로부터 감해진다. 측정된 강도 값의 제 4 어레이의 엘리먼트는, 실질적으로 무효로 된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 광 효과로 검출기 핀홀의 플레인에서 인-포커스 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 제 2 어레이 성분 값의 측정치를 산출하기 위해 컴퓨터에 의해 측정된 강도 값의 제 3 어레이의 대응하는 엘리먼트로부터 감해진다.In the next step, the first, second, third and fourth arrays of measured intensity values are transmitted to the computer for processing. The elements of the second array of measured intensity values are calculated as a measure of the first array component value of the complex amplitude of the scattered probe beam focused on the plane of the detector pinhole by the light effect from the substantially invalid out- From the corresponding element of the first array of intensity values measured by the computer to produce the intensity values. The elements of the fourth array of measured intensity values are selected such that the light effect from the substantially ineffective out-of-focus image causes the second array component value of the complex amplitude of the in-focus scattered probe beam at the plane of the detector pinhole Is subtracted from the corresponding element of the third array of intensity values measured by the computer to produce a measurement.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 제 1 및 제 2 어레이의 엘리먼트는 직교 성분 값이고 이와 같이, 실질적으로 무효로 된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 광 효과로 검출기 핀홀의 플레인에서 인-포커스 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 정확한 측정치를 복소 상수 범위내로 나타낸다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료에 대한 정확한 이차원 및 3차원 표현은 각각 일차원 및 이차원으로 대상재료에 대해 스캐닝을 행하여 획득된 측정된 강도 값의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 어레이로 된 2차원 및 3차원 어레이로부터 획득된다. 대상재료에 대한 스캐닝은 컴퓨터에 의해 제어되는 트랜스레이터로 대상재료를 각각 일차원 및 이차원으로 체계적으로 이동시킴으로써 달성된다. 컴퓨터 알고리즘은 당업자에게 공지된 컴퓨터 디컨볼루션 및 적분 등식 반전 기술을 포함할 수 있는 데 이는 본 발명의 장치에 의해 산란된 프로브 빔의 진폭의 성분 값의 재1 및 제 2 어레이에서 달성되는 보상을 넘는 능가하는 것이 소망되는 아웃-오브-포커스 이미지에 대한 보정을 하여야 한다.The elements of the first and second arrays of the spatially filtered, spatially filtered scattered probe beam are quadrature component values, and thus, the light effect from the substantially ineffective out-of- In the complex constant range of the complex amplitude of the in-focus scattered probe beam. Using computer and computer algorithms known to those skilled in the art, precise two-dimensional and three-dimensional representations of the material of interest can be obtained by first, second and third, respectively, of the measured intensity values obtained by scanning the subject material in one- and two- And a second and a three-dimensional array of a fourth array. Scanning for the target material is accomplished by systematically moving the target materials into one and two dimensions, respectively, with a computer-controlled translator. Computer algorithms may include computer deconvolution and integral-equation inversion techniques known to those of ordinary skill in the art, which re-assemble the component values of the amplitude of the probe beam scattered by the apparatus of the present invention, Should be corrected for the out-of-focus image over which it is desired to surpass.

신호 대 잡음비는 소망되는 복소 진폭 측정에 대해 제 3 실시예에서 조정 또는 개량 및/또는 최적화될 수 있다. 이러한 최적화는 제 1, 제 2 및 제 3 빔 스플리터의 반사-투과 특성을 변경시킴으로써 선택된 검출기 핀홀상에 포커싱된 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 진폭과 선택된 검출기 핀홀상에 포커싱된 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 진폭의 비율을 조정함으로써 달성된다.The signal-to-noise ratio can be adjusted or improved and / or optimized in the third embodiment for the desired complex amplitude measurement. This optimization is achieved by filtering the wavenum of the reflected reference beam focused on the selected detector pinhole by changing the reflection-transmission characteristics of the first, second and third beam splitters, and filtering the spatially filtered third and fourth quantities And adjusting the ratio of the amplitudes of the third and fourth amounts filtered and spatially filtered to the wave number of the scattered probe beam focused on the selected detector pinhole.

본 발명의 제 4 실시예에 따라, 광대역이고, 공간적으로 확대되고, 공간적으로 코히어런트 광을 상기 제 3 실시예에서 설명한 전자 처리 수단 및 장치를 포함하는 소스 핀홀의 선형 어레이에 이미징시킴으로써 신호 대 잡음비를 최적화 및/또는 개량 또는 조정하는 수단으로 아웃-오브-포커스 이미지로부터 인-포커스 이미지의 복소 진폭을 구별하기 위한 방법 및 장치가 제공되고, 여기서 제 3 실시예의 소스 핀홀은 소스 핀홀의 선형 어레이로 대치되고, 제 3 실시예의 공간 필터 핀홀은 공간 필터 핀홀의 선형 어레이로 대치되고 제 3 실시예의 멀티-픽셀 검출기와 검출기 핀홀의 어레이는 픽셀의 이차원 어레이로 이루어지는 멀티-픽셀 검출기와 검출기 핀홀의 이차원 어레이로 대치되었다. 소스 핀홀의 선형 어레이와 공간 필터 핀홀의 선형 어레이의 방향은 분광 엘리먼트에 의해 한정된 평면에 수직이다. 검출기 핀홀과 검출기 픽셀의 이차원 선형 어레이는 멀티-픽셀 검출기에서의 인-포커스 플레인에서 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지로 방향지워진다.According to a fourth embodiment of the present invention, by imaging a broadband, spatially-enlarged, spatially coherent light into a linear array of source pin holes comprising the electronic processing means and apparatus described in the third embodiment, There is provided a method and apparatus for distinguishing a complex amplitude of an in-focus image from an out-of-focus image by means of optimizing and / or improving or adjusting the noise ratio, wherein the source pinhole of the third embodiment is a linear array of source pinholes The spatial filter pinhole of the third embodiment is replaced by a linear array of spatial filter pinholes, and the array of multi-pixel detectors and detector pinholes of the third embodiment is a two-dimensional array of multi-pixel detectors and detector pinholes, Array. The direction of the linear array of source pinholes and the linear array of spatial filter pinholes is perpendicular to the plane defined by the spectroscopic elements. A two-dimensional linear array of detector pinhole and detector pixels is directed from the in-focus plane at the multi-pixel detector to the image of the linear array of source pin holes.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 진폭의 제 1 및 제 2 성분 값의 어레이의 엘리먼트는 직교 성분 값이고 이와 같이, 실질적으로 무효로 된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 광 효과로 검출기 핀홀의 플레인에서 인-포커스 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 정확한 측정치를 복소 상수 범위내로 나타낸다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 2차원부에 대한 정확한 이차원 표현은 실질적으로 어떠한 스캐닝도 필요로 함이 없이 획득된다. 이차원부는 프로브 렌즈의 광축과 소스 핀홀의 선형 어레이의 방향에 의해 선택된다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 물체의 정확한 3차원 표현은 실질적으로 일차원에 있는 대상재료에 대한 스캐닝을 통해 제1, 제 2, 제 3 및 제 4 강도 값의 3차우너 어레이로부터 획득된다. 컴퓨터 알고리즘은 당업자에게 공지된 컴퓨터 디컨볼루션 및 적분 등식 반전 기술을 포함할 수 있는 데 이는 본 발명의 장치에 의해 산란된 프로브 빔의 진폭의 성분 값의 재1 및 제 2 어레이에서 달성되는 보상을 넘는 것이 소망되는 아웃-오브-포커스 이미지에 대한 보정을 하여야 한다.The elements of the array of first and second component values of the amplitude of the spatially filtered scattered probe beam are quadrature component values and thus the light effect from the substantially ineffective out- Represents an accurate measurement of the complex amplitude of the in-focus scattered probe beam in the plane of the detector pinhole within a complex constant range. Using computer and computer algorithms known to those skilled in the art, accurate two-dimensional representation of the two-dimensional portion of the material of interest is obtained substantially without requiring any scanning. The two-dimensional portion is selected by the direction of the linear array of the optical axis of the probe lens and the source pin hole. Using computer and computer algorithms known to those skilled in the art, an accurate three-dimensional representation of an object may be obtained from a three-dimensional array of first, second, third and fourth intensity values through scanning for a material in substantially one dimension . Computer algorithms may include computer deconvolution and integral-equation inversion techniques known to those of ordinary skill in the art, which re-assemble the component values of the amplitude of the probe beam scattered by the apparatus of the present invention, It is necessary to correct for the desired out-of-focus image.

제 4 실시예에서 획득된 신호 대 잡음비는 소망되는 복소 진폭 측정에 대해 조정 또는 개량 및/또는 최적화될 수 있다. 이러한 조정 또는 개량 및/또는 최적화는 제 1, 제 2 및 제 3 빔 스플리터의 반사-투과 특성을 변경시킴으로써 선택된 검출기 핀홀상에 포커싱된 반사된 기준 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 진폭과 선택된 검출기 핀홀상에 포커싱된 산란된 프로브 빔의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 제 3 양 및 제 4 양의 진폭의 비율을 조정함으로써 달성된다.The signal-to-noise ratio obtained in the fourth embodiment can be adjusted or improved and / or optimized for the desired complex amplitude measurement. This adjustment or refinement and / or optimization is effected by modifying the reflection-transmission characteristics of the first, second and third beam splitters to filter the wave number of the reflected reference beam focused on the selected detector pinhole, By adjusting the ratio of the amplitudes of the first and fourth quantities filtered by the amplitudes of the first and fourth quantities and the spatially filtered scattered probe beams focused on the selected detector pinhole and spatially filtered third and fourth quantities.

본 발명의 제 4 실시예의 변형에 따라, 광대역이고, 공간적으로 확대되고, 공간적으로 코히어런트 라인 소스로부로부터의 광학 방사선을 상기 제 4 실시예에서 설명한 전자 처리 수단과 장치를 포함하는 소스 슬릿에 이미징시킴으로써 아웃-오브-포커스 이미지로부터 인-포커스 이미지를 구별하기 위한 방법 및 장치가 제공되고, 여기서 제 4 실시예의 소스 핀홀의 선형 어레이는 소스 슬릿으로 대치되고, 제 4 실시예의 공간 필터 핀홀의 선형 어레이는 공간 필터 슬릿으로 대치되었다. 소스 슬릿과 공간 필터 슬릿의 방향은 분광 엘리먼트에 의해 한정된 평면에 수직이다.According to a modification of the fourth embodiment of the present invention, the optical radiation from the part with the broadband, spatially enlarged, and spatially coherent line sources is irradiated onto the source slit including the electron processing means and apparatus described in the fourth embodiment, Focus image from an out-of-focus image, wherein a linear array of source pin holes of the fourth embodiment is replaced by a source slit, and the spatial filter pin hole of the fourth embodiment The linear array was replaced with a spatial filter slit. The direction of the source slit and the spatial filter slit is perpendicular to the plane defined by the spectral element.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 진폭의 제 1 및 제 2 성분 값의 측정된 어레이의 엘리먼트는 직교 성분 값이고 이와 같이, 실질적으로 무효로 된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 광 효과로 검출기 핀홀의 이차원 어레이의 플레인에서 인-포커스 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 정확한 측정치를 복소 상수 범위내로 나타낸다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료의 이차원부에 대한 정확한 이차원 표현은 어떠한 스캐닝도 행핼 필요벗이 획득된다. 이차원부는 프로브 렌즈의 광축 및 소스 슬릿의 각각의 방향에 의해 선택된다. 당업자에게 공지된 컴퓨터 및 컴퓨터 알고리즘을 사용하여, 대상재료에 대한 정확한 3차원 표현은 일차원에 있는 대상재료에 대한 스캐닝을 통해 획득된 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 강도값의 3차원 어레이로부터 획득된다. 대상재료에 대한 스캐닝은 컴퓨터에 의하여 제어되는 트랜스레이터로 대상재료를 일차원으로 체계적으로 이동시킴으로써 달성된다. 컴퓨터 알고리즘은 당업자에게 공지된 컴퓨터 디컨볼루션 및 적분 등식 반전 기술을 포함할 수 있는 데 이는 본 발명의 장치에 의해 달성되는 보상을 넘는 것이 소망되는 아웃-오브-포커스 이미지에 대한 보정을 하여야 한다.The elements of the measured array of wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam amplitudes of the first and second component values are quadrature component values and thus can be obtained from a substantially invalid out- Focus filter in a plane of a two-dimensional array of detector pinholes with an optical effect and shows an accurate measurement of the complex amplitude of a spatially filtered scattered probe beam within a complex constant range. Using computer algorithms known to those skilled in the art, the exact two-dimensional representation of the two-dimensional portion of the material of interest is obtained by performing any scanning needs. The two-dimensional portion is selected by the respective directions of the optical axis of the probe lens and the source slit. Using computer and computer algorithms known to those skilled in the art, an accurate three-dimensional representation of the material of interest may be obtained by scanning a three-dimensional array of first, second, third and fourth intensity values obtained through scanning on a target material in one dimension / RTI > Scanning for the target material is accomplished by systematically moving the target material in one dimension with a computer controlled translator. Computer algorithms may include computer deconvolution and integral equation inversion techniques known to those of ordinary skill in the art, which must be corrected for the desired out-of-focus image to exceed the compensation achieved by the apparatus of the present invention.

본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예 및 이들 실시예의 변형예에 따라, 본 발명의 장치는 각각의 주파수 성분에 대한 높은 측방향 공간 레졸루션을 윱지하면서 파장의 함수로서 포커스에서의 확대된 범위를 가질 수 있는 프로브 렌즈를 채용한다. 포커스에서의 범위는 초점길이가 파장에 종속적이도록 설계된 렌즈를채용하여 단일 파장에 대한 프로브 렌즈의 수지적 직경에 의해 한정된 영역을 넘는 범위로 확대될 수 있다. 파장 종속정도는 당어바에게 공지된 기술을 사용하여 렌즈 내부에 설계될 수 있다. 이러한 기술은 분산을 확산시키는 회절 물질로 이루어 진 렌즈 멀티플렛의 설계를 포함한다. 이 렌즈 설계는 존 플레이트도 포함한다. 존 플레이트가 사용된다면, 프로브 렌즈 유닛은 주어진 파장에 있는 광학 빔 성분의 대부분은 바람직하게 존 플레이트의 일 정도에 있는 포커스에 있도록 설계된다. 존 플레이트는 홀로그래픽 기술에 의해 발생될 수 있다. 포커스면에서 확대된 범위의 이점을 획득하기 위해, 소스로주터의 빔은 프로브 렌즈의 특성에 매칭되는 특성으로 이우러져야 한다. 즉, 프로브 렌즈의 파장에서의 범위에 매칭된 파장 대역폭을 가져야 한다.In accordance with the first, second, third and fourth embodiments of the present invention and variations of these embodiments, the apparatus of the present invention is capable of providing a high spatial resolution for each frequency component, A probe lens which can have an enlarged range of < RTI ID = 0.0 > The range in focus can be extended to a range beyond the area defined by the numerical diameter of the probe lens for a single wavelength employing a lens designed to be focal length dependent. The degree of wavelength dependence can be designed within the lens using techniques known to the person skilled in the art. This technique involves the design of a lens multiplet of diffractive material that disperses the dispersion. This lens design also includes a zone plate. If a zone plate is used, the probe lens unit is designed such that most of the optical beam components at a given wavelength are preferably in focus at a degree of the zone plate. The zone plate may be generated by a holographic technique. To obtain the advantage of the magnified range in the focal plane, the beam of the source to the source must be tuned to match the characteristics of the probe lens. That is, it should have a wavelength bandwidth matched to the range at the wavelength of the probe lens.

본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예 및 이들 실시예의 변형예는 제 1 실시예 그룹을 구성한다. 제 2 실시예 그룹은 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 실시예 및 이들 실시예의 변형예로 구성된다. 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 실시예 및 이들 실시예의 변형예는 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예 및 이들 실시예의 변형예에 대응하고, 여기서 축 방향 및 길이방향 색수차를 갖는 제 1 실시예 그룹의 제 1 프로브 렌즈는 측방향 색수차를 갖는 프로브 렌즈로 대치되었다. 측방향 색수차를 갖는 프로브 렌즈는 제 2 실시예 그룹의 실시예 및 이들의 변형예를 위해 각각의 프로브 렌즈의 광축에 대해 수직하게 근거리로 정렬된 대상재료내의 라인 이미지와 라인 이미지의 이미지 포인트가 실질적으로 동시에 획득된다.The first, second, third and fourth embodiments of the present invention and modifications of these embodiments constitute a first embodiment group. The second embodiment group consists of the fifth, sixth, seventh and eighth embodiments and variations of these embodiments. Fifth, sixth, seventh and eighth embodiments and variations of these embodiments correspond to the first, second, third and fourth embodiments and variations of these embodiments, respectively, wherein the axial and longitudinal The first probe lens of the first embodiment group having the chromatic aberration was replaced by the probe lens having the lateral chromatic aberration. The probe lens having the lateral chromatic aberration is arranged such that the line image in the target material and the image point of the line image in the target material arranged close to each other perpendicularly to the optical axis of each probe lens for the embodiment of the second embodiment group and their modifications .

각각의 프로브 렌즈의 광축에 대해 수직인 라인 이미지의 길이는 조정될 수있는, 각각의 프로브 렌즈의 측방향 색수차의 크기와 각각의 프로브 렌즈의 초점거리 및 소스의 광학 대역폭과 같은 인자의 조합에 의해 결정된다.The length of the line image perpendicular to the optical axis of each probe lens is determined by a combination of factors such as the magnitude of the lateral chromatic aberration of each probe lens and the focal length of each probe lens and the optical bandwidth of the source, do.

제 3 실시예 그룹은 제 9, 제 10, 제 11 및 제 12 실시예 및 이들 실시예의 변형예로 구성된다. 제 9, 제 10, 제 11 및 제 12 실시예 및 이들 실시예의 변형예는 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예 및 이들 실시예의 변형예에 대응하고, 여기서 멀티-엘리먼트 이상기 는 통합되지 않았다. 멀티-엘리먼트 이상기 의 누락은 제 3 실시예 그룹을 위한 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 보상과 감소 정도를 감소시킨다. 축 방향 색수차를 갖는 제 3 실시예 그룹의 프로브 렌즈는 대상재료내에 라인 이미지를 발생시킨다. 라인 이미지는 측방향 색수차를 갖는 프로브 렌즈의 광축을 따라 근거리로 정렬되고 라인 이미지의 이미지 포인트는 실질적으로 동시에 획득된다.The third embodiment group consists of the ninth, tenth, eleventh and twelfth embodiments and modifications of these embodiments. The ninth, tenth, eleventh and twelfth embodiments and variants of these embodiments correspond to the first, second, third and fourth embodiments and variants of these embodiments, respectively, wherein the multi- It was not integrated. Missing of the multi-element phase shifter reduces background compensation and degree of reduction from the out-of-focus image for the third embodiment group. The probe lens of the third embodiment group having axial chromatic aberration generates a line image in the object material. The line image is arranged close to the optical axis of the probe lens with the lateral chromatic aberration and the image points of the line image are obtained substantially simultaneously.

제 4 실시예 그룹은 제 13, 제 14, 제 15 및 제 16 실시예 및 이들 실시예의 변형예로 구성된다. 제 13, 제 14, 제 15 및 제 16 실시예 및 이들 실시예의 변형예는 각각 제 5, 제 6, 제 7 및 제 8 실시예 및 이들 실시예의 변형예의 일정하게 수정된 구성에 대응하고, 여기서 멀티-엘리먼트 이상기 는 통합되지 않았다. 멀티-엘리먼트 이상기 의 누락은 제 4 실시예 그룹을 위한 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 보상과 감소 정도를 감소시킨다. 축 방향 색수차를 갖는 제 4 실시예 그룹의 프로브 렌즈는 대상재료내에 라인 이미지를 발생시킨다. 라인 이미지는 측방향 색수차를 갖는 프로브 렌즈의 광축을 따라 근거리로 정렬되고 라인 이미지의 이미지 포인트는 실질적으로 동시에 획득된다.The fourth embodiment group consists of the thirteenth, fourteenth, fifteenth and sixteenth embodiments and modifications of these embodiments. The thirteenth, fourteenth, fifteenth, and sixteenth embodiments and variations of these embodiments correspond to the constantly modified configurations of the fifth, sixth, seventh and eighth embodiments and variations of these embodiments, wherein The multi-element phase shifter is not integrated. The omission of the multi-element phase shifter reduces the amount of background compensation and reduction from the out-of-focus image for the fourth embodiment group. The probe lens of the fourth embodiment group having axial chromatic aberration generates a line image in the object material. The line image is arranged close to the optical axis of the probe lens with the lateral chromatic aberration and the image points of the line image are obtained substantially simultaneously.

제 5 실시예 그룹은 제 17, 제 18, 제 19 및 제 20 실시예 및 이들 실시예의 변형예로 구성된다. 제 17, 제 18, 제 19 및 제 20 실시예 및 이들 실시예의 변형예는 각각 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예 및 이들 실시예의 변형예의 일정하게 수정된 구성에 대응하고, 여기서 축 방향 색수차를 갖는 프로브 렌즈는 실질적으로 축 방향 색수차 없는 프로브 렌즈로 대치되었다. 제 5 실시예 그룹의 실시예에 의해 대상재료내에 발생된 이미지는 통상적으로 포인트 이미지이다. 제 5 실시예 그룹의 실시예 및 그 변형예를 위한 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 보상과 감소 정도는 제 1 실시예 그룹의 실시예 및 그 변형예를 위한 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 보상과 감소 정도와 동일하다. 제 5 실시예 그룹의 실시예 및 그 변형예를 위한 이미지 포인터는 시간면에서 순차적으로 획득된다.The fifth embodiment group consists of the seventeenth, eighteenth, nineteenth and twentieth embodiments and modifications of these embodiments. The seventeenth, eighteenth, nineteenth and twentieth embodiments and variants of these embodiments correspond to the constantly modified configurations of the first, second, third and fourth embodiments and variations of these embodiments, respectively, wherein The probe lens with axial chromatic aberration was replaced by a probe lens with substantially no axial chromatic aberration. The image generated in the target material by the embodiment of the fifth embodiment group is usually a point image. The background compensation and the degree of reduction from the out-of-focus image for the embodiment of the fifth embodiment group and its variants are similar to those of the embodiment of the first embodiment and the out-of- This is equivalent to background compensation and reduction. The image pointer for the embodiment of the fifth embodiment group and its modification is obtained sequentially in time.

제 1 실시예 그룹의 실시예 및 그 변형예에 따라, 신호 대 잡음비는 소스의 목수의 광학 주파수 성분을 위해 조정 및/또는 최적화될 수 있다. 이것은 기준 및/또는 반사된 기준 빔 바람직하게는 프로브 및/또는 산란된 프로브 빔의 경로에 파장 필터를 위치시킴으로써, 그리고 상이한 파장을 위한 각각의 검출기 핀홀을 통해 투과된 파번-필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란도니 프로브 빔의 비율을 최적화 및/또는 조정하기 위해 파장 필터의 투과도가 특정 파장 종속성을 갖도록 구성함으로써 달성된다. 이러한 특징은 대상재료를 통과하는 프로브 및 산란된 프로브 빔의 강한 감쇠가 존재할 때 특히 유용하다.According to the embodiment of the first embodiment and its variants, the signal-to-noise ratio can be adjusted and / or optimized for the optical frequency component of the carpenter of the source. This is achieved by placing a wavelength filter in the path of the reference and / or the reflected reference beam, preferably the probe and / or the scattered probe beam, and by waveburn-filtering, spatially filtered through different detector pinholes for different wavelengths By adjusting the transmittance of the wavelength filter to have a certain wavelength dependency in order to optimize and / or adjust the ratio of the scattered probe beam. This feature is particularly useful when there is a strong attenuation of the probe through the material of interest and the scattered probe beam.

제 5 실시예 그룹의 각각의 실시예 및 그 변형예를 위해, 기록 매체를 포함하는 대상재료에 정보를 기록하기 위한 대응하는 실시예 및 그 변형예가 있다. 정보를 기록하기 위한 대응하는 실시예 및 그 변형예의 각각은 구성면에서:Fifth Embodiment For each embodiment of the group of the fifth embodiment and its modification, there is a corresponding embodiment for recording information on a target material including a recording medium, and a modification thereof. Each of the corresponding embodiments for recording information and its variants comprises, in composition:

소스와 기준 미러 시스템은 상호교환가능하고 검출기 및 검출기 친홀은 미러에 의해 대체되고, 미러는 대상재료에 소망하는 이미지를 산출하기 위해 위상-변이 프로시저와 결합하여 배열된 미러에 의해 도입된 시간적 및 공간적으로 종속하는 위상 변이와 시간적 및 공간적으로 종속하는 반사도에 의해 실질적으로 미러에 역으로 스스로 충돌하는 소스로부터 광을 지향시키는 것을 제외하곤는 대응하는 실시예 및 그 변형예의 장치 및 방법을 포함한다. 위상-변이 프로시저는 제 5 실시예 그룹의 각각의 실시예 및 그 변형예를 위한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 측정된 강도 값을 획득하기 위해 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔에서의 위상 변이의 시퀀스를 도입하는 프로시저와 유사한 기능을 수행한다.The source and reference mirror systems are interchangeable and the detectors and detector cells are replaced by mirrors and the mirrors are arranged in time and / or direction introduced by the mirrors arranged in combination with the phase-change procedure to produce the desired image on the material of interest Includes apparatus and methods of the corresponding embodiment and its variants, except for spatially dependent phase shifting and temporally and spatially dependent reflectivity to direct light from a source that substantially collides with the mirror itself. The phase-shift procedure is waved to obtain the first, second, third and fourth measured intensity values for each embodiment of the fifth embodiment group and its variants, and the spatially filtered And performs a similar function to the procedure for introducing a sequence of phase shifts in the reflected reference beam.

본 명세서에 설명된 기록 실시예 및 그 변형예의 임의의 하나를 위해, 단일한 비트 2진 포맷이 대상재료내의 주어진 위치에 정보를 저장하는 데 사용된다. 본 명세서에 설명된 기록 실시예 및 그 변형예의 임의의 하나에서, 기록 실시예 및 그 변형예중 임의의 하나에서 달성될 수 있는 정보 저장 밀도 보다 고밀도의 정보 저장은 진폭 또는 진폭 및 위상 기록 매체의 각각의 저장 사이트에서 진폭 및 위상 정보를 위한 (기수 N) X (기수 M) 포맷 또는 기수 N 포맷으로의 기록에 의해 달성된다.For any one of the recording embodiments described herein and variations thereof, a single bit binary format is used to store information at a given location in the target material. In any one of the recording embodiments described herein and variations thereof, information storage of a higher density than the information storage density that can be achieved in any one of the recording embodiments and variations thereof, (Radix N) X (radix M) format or radix N format for amplitude and phase information at the storage site of the storage medium.

당업자에게는 인용된 실시예 및 그 변형예를 위한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 측정된 강도 값을 획득하기 위해 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔에서의 위상 변이의 시퀀스를 도입하는 것은 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 헤테로다인 검출 기술 및 위상-민감성 검출로 구현될 수 있음이 인식되어야 할 것이다. 예로서, 0, , 및 라디안의 이산 위상 변이 값으로 이루어 지는 위상 변이 프로시저는 주파수에서 진폭의 정현파 위상 변동으로 대체될 수 있다. 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 제 1 및 제 2 성분 값은 각각 제 1 및 제 2 고조파로서 위상-민감성 검출에 의해 검출된다. 이 진폭은 제 1 및 제 2 고조파 모두의 검출을 위한 고 민감도가 존재하도록 선택된다. 제 2 실시예에서, 기준 빔의 주파수는 예로서 음향-광학 모듈레이터에 의해 프로브 빔의 주파수에 대해 변이되고, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔의 복소 진폭의 제 1 및 제 2 성분 값은 헤테로다인 검출 기술에 의해 획득된다.It will be apparent to those skilled in the art that the sequence of phase shifts in the spatially filtered reflected reference beam to obtain the first, second, third and fourth measured intensity values for the cited embodiment and its variants It should be appreciated that heterodyne detection techniques and phase-sensitive detection can be implemented without departing from the scope and spirit of the present invention. As an example, the phase shift procedure consisting of discrete phase shift values of 0,, and radians can be replaced by a sinusoidal phase shift of the amplitude at the frequency. The first and second component values of the complex amplitude of the spatially filtered spatially filtered scattered probe beam are detected by phase-sensitive detection as first and second harmonics, respectively. This amplitude is selected so that there is a high sensitivity for the detection of both the first and second harmonics. In the second embodiment, the frequency of the reference beam is shifted, for example, by the acousto-optic modulator with respect to the frequency of the probe beam, filtered with a wavenumber, and the first and second of the complex amplitude of the spatially filtered scattered probe beam The component values are obtained by a heterodyne detection technique.

당업자에게는 광학 디스크에 정보를 기록하기 위한 실시예 및 그 변형예가 단일한 비트 2진 포맷의 메모리 장소에 정보를 저장할 수 있음이 인식되어야 할것이다. 당업자에게는 또한 광학 디스크에 정보를 기록하기 위한 실시예 및 그 변형예가 메모리 장소에서의 위상 및 진폭을 위한 (기수 N) X (기수 M) 포맷 또는 진폭을 위한 기수 N 포맷의 형태로 또는 푸리에 변환 또는 힐버트 변환과 같은 저장되어야 할 정보의 (기수 N) X (기수 M) 포맷에서의 변환으로서 정보를 기록할 ㅅ 있다.It should be appreciated by those skilled in the art that embodiments for recording information on optical disks and variations thereof may store information in a memory location in a single bit binary format. Those skilled in the art will also appreciate that embodiments and variations thereof for recording information on an optical disk may be implemented in the form of (Radix N) X (Radix M) format for phase and amplitude in memory locations or Radix N format for amplitude, Information can be recorded as transformations in the (base N) X (radix M) format of information to be stored, such as Hilbert transforms.

당업자에게는 정보가 자기광학 효과에 의해 매체에 저장될 수 있음과 대상재료에 의해 산란 및 투과된 프로브 빔의 편광 상태에서의 변화를 측정함으로써 저장된 정보가 수신될 수 있음이 인식되어야 할 것이다.It should be appreciated by those skilled in the art that stored information can be received by measuring the change in polarization state of the probe beam that is scattered and transmitted by the subject material and that the information can be stored in the medium by the magnetooptical effect.

당업자에게는 제 5 실시예 그룹의 각각의 실시예 및 그 변형예 및 이와 연관된 기록 실시예에서의 대상재료의 소망하는 스캐닝은 정지상태에 있는 대상재료로 대상재료에서의 소스 슬릿 또는 소스 핀홀의 선형 어레이 및 각각의 소스 핀홀의 이미지를 스캐닝함으로써 달성될 수 있음이 인식되어야 할 것이다.It will be appreciated by those skilled in the art that the desired scanning of the subject material in each embodiment of the fifth embodiment and its variants and associated recording embodiments can be accomplished with a linear array of source slits or source pinholes And scanning the image of each source pin hole.

본 발명의 "인에이블링 기술"은 임의의 전자기 방사선, 예로서 전자 현미경, 또는 적절한 평행화한 렌즈, 이미징 렌즈, 이상기 를 위해 적절한 음파에서의 사용을 위한 전자 빔, 및 기록 매체에 적용될 수 있음이 인식되어야 할 것이다. 응용을 위해, 빔의 진폭은 강도 대신에 검출되고, 진폭의 제곱을 발생시키는 기능은 다음과 같은 검출기에서의 전자적 프로세싱에서 행해져야 한다.The " enabling technology " of the present invention may be applied to any electromagnetic radiation, such as an electron microscope, or an appropriately collimated lens, an imaging lens, an electron beam for use in sound waves suitable for a phase shifter, and a recording medium Should be recognized. For application, the amplitude of the beam is detected instead of the intensity, and the function of generating the square of the amplitude should be done in electronic processing in the detector as follows.

대상재료에서의 라인 이미지의 길이는 포커스의 깊이 및/또는 프로브 렌즈의 축방향 색수차 또는 프로브 렌즈의 측방향 색수차를 소스의 광학 대역폭에서의 필수적인 대응 변경으로 변경시킴으로써 변경될 수 있음이 인식되어야 할 것이다.It should be appreciated that the length of the line image in the material of interest can be altered by changing the depth of focus and / or the axial chromatic aberration of the probe lens or the lateral chromatic aberration of the probe lens to the necessary corresponding change in the optical bandwidth of the source .

라인 소스는 계통 에러가 공간적으로 인코히어런트한 라인 소스가 사용될 때 일반적으로 낮게될 지라도 제 2 또는 제 4 실시예 및 이에 대한 각각의 변형예중의 하나의 경웨 라인 소스의 방향에서 공간적으로 코히어런트일 필요가 없다.The line source is spatially coherent in the direction of one of the second and fourth embodiments and each variant thereof, even though the systematic error is generally low when a spatially incoherent line source is used .

다층, 다중트랙 광학 디스크에 대한 제 1 및 제 3 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 광학 디스크의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징이다. 광학 디스크의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 광학 디스크의 회전, 광학 디스크의 비편평성 및/또는 광학 디스크의 편차에 의해 발생된 깊이 방향에서의 광학 디스크의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 광학 디스크의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 등록을 위한 목적의 역할을 하는 다층, 기준층으로부터 동시에 획득된 정보로 광학 디스크에서의 기준 면을 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.The advantages of the first and third embodiment groups for a multi-layer, multi-track optical disc are the same as or much reduced out-of-the-way as obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography- The background from the focus image and substantially reduced statistical error is substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the optical disk. Substantially identical imaging of the line portion in the depth direction of the optical disk significantly reduces the sensitivity to movement of the optical disk in the depth direction caused by rotation of the optical disk, dislocation of the optical disk, and / or deviation of the optical disk . Substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the optical disc can also be used to identify the reference surface in the optical disc from the multilayer, information obtained simultaneously from the reference layer, which serves the purpose of registration.

집적회로의 제조에 사용되는 웨이퍼에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 1 및 제 3 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 웨이퍼의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징이다. 웨이퍼의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 웨이퍼의 변환, 스캐닝 또는 진동에 의해 발생된 깊이 방향에서의 웨이퍼의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 웨이퍼의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 다중 깊이(multiple-depth)로부터 동시에 획득된 정보로 웨이퍼내의 및/또는 웨이퍼의 한 면을 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.An advantage of the first and third embodiments of providing a single-layer X-ray complex amplitude image for wafers used in the manufacture of integrated circuits is that the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence Is substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the wafer with a background and significantly reduced statistical error from the same or a much reduced out-of-focus image as that obtained in < RTI ID = Substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the wafer can be used to significantly reduce the sensitivity of the wafer to movement in the depth direction caused by translation, scanning or vibration of the wafer. Substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the wafer can also be used to identify one side of the wafer and / or the wafer with information obtained simultaneously from multiple depths.

생물학적 표본에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 1 및 제 3 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 생물학적 표본의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징이다. 생물학적 표본의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 생물학적 표본의 변환, 스캐닝 또는 진동에 의해 발생된 깊이 방향에서의 생물학적 표본의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 생물학적 표본의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 다중 깊이로부터 동시에 획득된 정보로 생물학적 표본내의 및/또는 생물학적 표본의 한 면을 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.The advantages of the first and third embodiments of providing a tomographic X-ray imaging complex amplitude image for a biological sample are the same as those obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence Is a substantially identical imaging of the line portion in the depth direction of the biological specimen with a background and significantly reduced statistical error from the much reduced out-of-focus image. Substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the biological specimen can be used to significantly reduce the sensitivity of the biological specimen to movement of the biological specimen in the depth direction caused by conversion, scanning or vibration of the biological specimen. Substantially identical imaging of the line portion in the depth direction of the biological specimen can also be used to identify one side of the biological specimen and / or biological specimen as information simultaneously obtained from multiple depths.

다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 판독에 대한 제 1 및 제 3 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 광학 디스크의 이차원부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 광학 디스크의 이차원부의 한 축은 광학 디스크의 깊이 방향에 평행하고 광학 디스크의 이차원부의 직교 축은 광학 디스크의 방사방향에 평행하거나 광학 디스크의 트랙에 대한 접선에 대해 평행할 수 있다. 광학 디스크의 이차원부의 동시 이미징은 광학 디스크의 진동, 광학 디스크의 비편평도 및/또는 광학 디스크의 회전에 의해 발생된 깊이 및 방사방향에서의 광학 디스크의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 광학 디스크의 이차원부에 대한 실질적으로 동일한 이미징은 기준면 즉, 기준 층과, 다층 및 다중 깊이에서 동시에 획득된 정보로 트랙을 식별하는 데 사용하기 위해 또는 광학 디스크상에서 또는 광학 디스크에서 기준 트랙을 식별하는 데에 사용될 수 있고, 기준 층 및 기준 트랙은 등록 목적으로의 역할을 한다.The advantages of the first and third embodiments for reading on multi-layer, multi-track optical discs are the same as those obtained in prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequences, Is a substantially simultaneous imaging of the two-dimensional portion of the optical disk with a background and a significantly reduced statistical error from the -of-focus image. One axis of the two-dimensional portion of the optical disk may be parallel to the depth direction of the optical disk and the orthogonal axis of the two-dimensional portion of the optical disk may be parallel to the radial direction of the optical disk or parallel to the tangent to the track of the optical disk. Simultaneous imaging of two-dimensional portions of an optical disk can be used to significantly reduce the sensitivity to movement of the optical disk in the depth and radial directions caused by vibration of the optical disk, non-flatness of the optical disk, and / or rotation of the optical disk . Substantially identical imaging of the two-dimensional portion of the optical disk may be used to identify the track as a reference surface, i.e., information obtained at the same time in multiple layers and multiple depths, with the reference layer, And the reference layer and reference track serve for registration purposes.

다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 판독에 대한 제 2 및 제 4 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 광학 디스크상의 또는 광학 디스크에서의 층에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 광학 디스크상의 또는 광학 디스크에서의 층에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 광학 디스크의 진동, 광학 디스크의 비편평도 및/또는 광학 디스크의 회전에 의해 발생된 광학 디스크의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 광학 디스크상의 또는 광학 디스크에서의 층에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 다중 트랙으로부터 동시에 획득된 정보로 기준 트랙을 식별하는 데 사용될 수 있고, 기준 트랙은 등록 목적으로의 역할을 한다.An advantage of the group of second and fourth embodiments for reading on a multi-layer, multi-track optical disk is that the same or a much less reduced out-of-focus than that obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography- Is a substantially simultaneous imaging of a line portion that is in contact with a layer on the optical disk or on the optical disk with a background and a significantly reduced statistical error from the -of-focus image. Substantially simultaneous imaging of the line portion in contact with the layer on the optical disk or on the optical disk results in the sensitivity to the movement of the optical disk caused by the vibration of the optical disk, the unevenness of the optical disk, and / Can be used to significantly reduce. Substantially simultaneous imaging on an optical disc or on a layer in an optical disc can be used to identify a reference track from simultaneously acquired information from multiple tracks, and the reference track serves for registration purposes.

집적회로의 제조에 사용되는 웨이퍼에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 2 및 제 4 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 웨이퍼내의 표면상에 또는 웨이퍼에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징이다. 웨이퍼내의 표면상에 또는 웨이퍼에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 웨이퍼의 변환, 스캐닝 또는 진동에 의해 발생된 웨이퍼의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 내의 표면상에 또는 웨이퍼에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 위치들로부터 동시에 획득된 정보로 웨이퍼내의 및/또는 웨이퍼의 기준 면을 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.An advantage of the second and fourth embodiments of providing a single-layer X-ray complex amplitude image for wafers used in the manufacture of integrated circuits is that the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence Is substantially the same image for a line portion on or in contact with a wafer in a wafer with a background and significantly reduced statistical error from the same or a much reduced out-of-focus image as that obtained in the previous step. Substantially simultaneous imaging of a line portion on or in a wafer surface can be used to significantly reduce the sensitivity of the wafer to movement caused by translation, scanning, or vibration of the wafer. Substantially simultaneous imaging on the surface in contact with the wafer or within the wafer can also be used to identify the reference plane within the wafer and / or the wafer with information obtained simultaneously from the locations.

집적회로의 제조에 사용되는 웨이퍼에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 1 및 제 3 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 웨이퍼내의 표면상에 또는 웨이퍼에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징이다. 웨이퍼의 2차원부의 한축은 웨이퍼의 깊이방향에 평행하다. 웨이퍼내의 표면상에 또는 웨이퍼에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 웨이퍼의 변환, 스캐닝 또는 진동에 의해 발생된 웨이퍼의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 웨이퍼내의 표면상에 또는 웨이퍼에 대해 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 위치들로부터 동시에 획득된 정보로 웨이퍼내의 및/또는 웨이퍼의 기준 면을 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.An advantage of the first and third embodiments of providing a single-layer X-ray complex amplitude image for wafers used in the manufacture of integrated circuits is that the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence Is substantially the same image for a line portion on or in contact with a wafer in a wafer with a background and significantly reduced statistical error from the same or a much reduced out-of-focus image as that obtained in the previous step. One axis of the two-dimensional portion of the wafer is parallel to the depth direction of the wafer. Substantially simultaneous imaging of a line portion on or in a wafer surface can be used to significantly reduce the sensitivity of the wafer to movement caused by translation, scanning, or vibration of the wafer. Substantially simultaneous imaging of a line portion on or in a wafer surface can also be used to identify the reference plane within the wafer and / or the wafer with information obtained simultaneously from the locations.

생물학적 표본에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 1 및 제 3 실시예 그룹중의 한 실시예의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히감소된 통계적 에러로 생물학적 표본의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미징이다. 생물학적 표본의 2차원부의 한축은 생물학적 표본의 깊이방향에 평행하다. 생물학적 표본의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 생물학적 표본의 변환, 스캐닝 또는 진동에 의해 발생된 깊이 방향에서의 생물학적 표본의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 생물학적 표본의 깊이 방향에서 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 다중 깊이로부터 동시에 획득된 정보로 생물학적 표본내의 및/또는 생물학적 표본의 한 면을 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.An advantage of one embodiment of the group of first and third embodiments for providing a tomographic X-ray imaging complex amplitude image for a biological sample is that it is obtained in a measurement sequence by prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography Is substantially the same imaging of the line portion in the depth direction of the biological specimen with a background and significantly reduced statistical error from the same or a much reduced out-of-focus image. One axis of the two-dimensional part of the biological specimen is parallel to the depth direction of the biological specimen. Substantially simultaneous imaging of the line portion in the depth direction of the biological specimen can be used to significantly reduce the sensitivity of the biological specimen to movement of the biological specimen in the depth direction caused by conversion, scanning or vibration of the biological specimen. Substantially simultaneous imaging of the line segments in the depth direction of the biological specimen can also be used to identify one side of the biological specimen and / or the biological specimen as information simultaneously obtained from multiple depths.

생물학적 표본에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 2 및 제 4 실시예 그룹중의 한 실시예의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 생물학적 표본상에 또는 생물학적 표본내의 표면에 접하는 라인부에 대한 실질적으로 동일한 이미지, 예로서 생물학적 표본에 대한 비침투적 생체검사에 사용될 수 있는 이미징이다. 생물학적 표본상에 또는 생물학적 표본내의 표면에 접하는 라인부의 동시적인 이미징은 생물학적 표본의 변환, 스캐닝 또는 진동에 의해 발생된 깊이 방향에서의 생물학적 표본의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 생물학적 표본상에 또는 생물학적 표본내의 표면에 접하는 2차원부에 대한 동시적인 이미징은 다중 깊이로부터 동시에 획득된 정보로 생물학적의 기준위치를 식별하기 위해서도 사용될 수 있다.An advantage of one embodiment of the group of the second and fourth embodiments for providing a tomographic X-ray imaging complex amplitude image for a biological sample is that it is obtained in the measurement sequence by the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography A substantially similar statistical error to the background from the out-of-focus image that is the same or much less than that of the biological sample, or a substantially identical image on the biological sample, or a line segment tangent to the surface in the biological sample, Imaging that can be used for noninvasive biopsy. Simultaneous imaging of a line portion on a biological sample or a surface in a biological sample can be used to significantly reduce sensitivity to movement of biological specimens in the depth direction caused by translation, scanning, or vibration of the biological specimen. Simultaneous imaging on a biological sample or a two-dimensional part tangent to a surface within a biological sample can also be used to identify a biological reference location from information obtained from multiple depths simultaneously.

다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 판독에 대한 제 2 및 제 4 실시예 그룹주의 다른 실시예의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 광학 디스크의 2차원부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 광학 디스크의 2차원부의 한 축은 광학 디스크의 방사방향에 대해 평행하고 광학 디스크의 2차원부의 직교 축은 광학 디스크상에 또는 광학 디스크에서 트랙에 대해 접선에 평행하다. 광학 디스크상의 또는 광학 디스크에서의 층에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 다중 트랙으로부터 동시에 획득된 정보로 주어진 트랙에 대한 판독 에러 및 트랙식별을 위해 기준 트랙을 식별하는 데 사용될 수 있고 , 기준 트랙은 등록 목적으로의 역할을 한다.The second and fourth embodiments for reading on a multi-layer, multi-track optical disc. Group Note The advantages of another embodiment are the same as or better than those obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography- Is a substantially simultaneous imaging of the two-dimensional portion of the optical disk with the background from the reduced out-of-focus image and a significantly reduced statistical error. One axis of the two-dimensional portion of the optical disk is parallel to the radial direction of the optical disk, and an orthogonal axis of the two-dimensional portion of the optical disk is parallel to the tangent to the track on the optical disk or the optical disk. Substantially simultaneous imaging on or on the optical disc may be used to identify a reference track for read error and track identification for a given track as information obtained simultaneously from multiple tracks, It serves a purpose.

다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 판독에 대한 제 5 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드로 다층, 다중 트랙 광학 디스크의 일차원, 이차원 또는 삼차원 이미지의 발생이다.An advantage of the fifth embodiment group for reading on multi-layer, multi-track optical discs is that the out-of-focus or multi-track optical discs have the same or a much smaller reduction than that obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography- Dimensional or three-dimensional image of a multi-layer, multi-track optical disc in the background from a focus image.

집적회로의 제조에 사용되는 사용되는 웨이퍼에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지를 제공하는 것에 대한 제 5 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드로 다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 일차원, 이차원 또는 삼차원 이미지의 발생이다.An advantage of the fifth embodiment group on providing a single-layer x-ray imaging complex amplitude image for a wafer used in the manufacture of an integrated circuit is that in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence Dimensional or three-dimensional image of a multi-layer, multi-track optical disc in the background from an out-of-focus image that is the same or much smaller than that obtained.

생물학적 표본에 대한 단층 X선촬영 복소 진폭 이미지, 생물학적 표본의 생체검사에 사용될 수 있는 이미지를 제공하는 것에 대한 제 5 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드로 생물학적 표본에 대한 일차원, 이차원 또는 삼차원 이미지의 발생이다.An advantage of the fifth embodiment group on providing a tomographic X-ray imaging complex amplitude image for a biological sample, an image that can be used for biopsy of biological specimens is achieved by the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography Dimensional or three-dimensional image of a biological specimen in the background from an out-of-focus image that is the same or much smaller than that obtained in the measurement sequence.

본 발명의 맨처음의 4개 실시예 그룹의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드로 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 이와같은 실질적으로 동시적인 이미징 특징은 "광학적 파번호 영역 반사측정"(OWDR;optical wavenumber domain reflectometry) 기술로 칭하는 기술을 도입함으로써 가능하게 된다. 백그라운드의 감소는 간섭계 측정 시스템에 핀홀 공초점 마이크로스코피의 기본원리를 응용함으로써 가능하게 된다. 실질적으로 동시적인 이미징 특징은 측정 프로세스 동안 물체의 이동에 대한 상당히 감소된 민감도로 일차원, 이차원 및 삼차원 이미지를 발생시킬 수 있게 한다. 이동에 대한 문제는 생물학적 시스템의 측정의 경우에 현재 채용된 기술에서 심각한 제한을 부과할 수 있다. 본 명세서에 개시된 기술에 통합되지 않은 PSI 및 SCLI에서, 진동에 의해 야기된 이동에 기인하여 심각한 제한에 직면할 수 있다. 추적되지 않은 이동에 대한 문제도 다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 기록 및/또는 판독에 심각한 제한을 부과할 수 있다.An advantage of the first four embodiments of the present invention is that the background from the out-of-focus image, which is the same or much smaller than that obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence, Is a substantially simultaneous imaging of the line portion. This substantially simultaneous imaging feature is made possible by the introduction of a technique called " optical wavenumber domain reflectometry (OWDR) " technology. Background reduction is made possible by applying the basic principles of pinhole confocal microscopy to an interferometric measurement system. Substantially simultaneous imaging features enable one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional images to be generated with significantly reduced sensitivity to object movement during the measurement process. The problem of migration can place serious limitations on the technologies currently employed in the case of biological system measurements. In PSI and SCLI, which are not incorporated into the techniques disclosed herein, serious limitations may be encountered due to movement caused by vibration. The problem with untracked movement can also place severe limitations on recording and / or reading on multi-layer, multi-track optical discs.

본 발명의 다른 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드로이차원부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 이와같은 실질적으로 동시적인 이미징 특징은 OWDR 기술을 도입함으로써 가능하게 된다. 백그라운드의 감소는 간섭계 측정 시스템에 핀홀 공초점 마이크로스코피의 기본원리를 응용함으로써 가능하게 된다. 실질적으로 동시적인 이미징 특징은 측정 프로세스 동안 물체의 이동에 대한 상당히 감소된 민감도로 일차원, 이차원 및 삼차원 이미지를 발생시킬 수 있게 한다. 상기한 바와 같이, 이동에 대한 문제는 생물학적 시스템의측정의 경우에 현재 채용된 기술, 진동에 의해 야기된 이동에 기인한 PSI 및 SCLI에서, 및 PSI 및 SCLI에서 심각한 제한을 부과할 수 있다.Another advantage of the present invention is that substantially simultaneous or substantially simultaneous detection of the two-dimensional portion in the background from an out-of-focus image that is the same or much less than that obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holographic- Imaging. This substantially simultaneous imaging feature becomes possible by introducing OWDR technology. Background reduction is made possible by applying the basic principles of pinhole confocal microscopy to an interferometric measurement system. Substantially simultaneous imaging features enable one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional images to be generated with significantly reduced sensitivity to object movement during the measurement process. As mentioned above, the problem of movement can impose severe limitations on PSI and SCLI due to the technology currently employed in the case of measurement of biological systems, movement caused by vibration, and PSI and SCLI.

다층, 다중 트랙 광학 디스크에 대한 판독에 대한 실시예 및 그 변형예의 이점은 종래기술의 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 광학 디스크의 깊이 방향에서의 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 광학 디스크의 깊이 방향에서의 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 광학 디스크의 회전, 비편평도 및/ 또는 진동에 의해 발생된 깊이 방향에서의 광학 디스크의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 광학 디스크의 깊이 방향에서의 라인부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 다층에서의 정보의 기록으로 광학 디스크의 기준면을 발생시키는 데 사용될 수 있고 , 기준 트랙은 등록 목적으로의 역할을 한다.An advantage of embodiments for reading on multi-layer, multi-track optical discs and variations thereof is that out-of-the-box readout is the same or much smaller than that obtained in the prior art single-pinhole confocal interference microscopy or holography- Is a substantially simultaneous imaging of the line portion in the depth direction of the optical disk with a background from the focus image and a significantly reduced statistical error. Substantially simultaneous imaging of the line portion in the depth direction of the optical disk can be used to significantly reduce the sensitivity to the movement of the optical disk in the depth direction caused by rotation, non-flatness, and / or vibration of the optical disk have. Substantially simultaneous imaging of the line portion in the depth direction of the optical disk can be used to generate a reference plane of the optical disk with recording of information in multiple layers, and the reference track serves for registration purposes.

다층, 다중 트랙 광학 디스크에의 기록에 대한 실시예 및 그 변형예, 제 1 및 제 3 실시예 그룹의 실시예 및 그 변형예의 다른 이점은 종래기술의 단일-핀홀 및 슬릿 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피에 의한 측정 시퀀스에서 획득된 것과 동일하거나 그보다 훨씬 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 백그라운드와 상당히 감소된 통계적 에러로 광학 디스크의 이차원부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징이다. 광학 디스크의 이차원부의 한축은 광학 디스크의 깊이 방향에 실질적으로 평행하고 광학 디스크의 이차원부의 직교축은 광학 디스크의 방사상 방향에 실질적으로 평행하거나, 광학 디스크의 트랙의 접선에 실질적으로 평행하거나 이들사이에서의 임의의 방향일 수 있다. 광학 디스크의 이차원부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 광학 디스크의 회전, 비편평도 및/ 또는 진동에 의해 발생된 깊이 및 직교 방향에서의 광학 디스크의 이동에 대한 민감도를 상당히 감소시키는 데 사용될 수 있다. 광학 디스크의 이차원부에 대한 실질적으로 동시적인 이미징은 다층 및 다중 트랙, 등록 목적으로의 역할을 하는 기준 트랙과 기준층에서 이미징되어지는 정보로 광학 디스크상에 또는 광학 디스크상내의 기준트랙 및 기준면 즉 기준층을 발생시키는 데 사용될 수 있다.Embodiments of recording on multi-layer, multi-track optical discs and variations thereof, embodiments of groups 1 and 3 of the third embodiment and variants thereof have the advantages of prior art single-pinhole and slit confocal interference microscopes or Is substantially simultaneous imaging of the two-dimensional portion of the optical disk with a background and significantly reduced statistical error from the out-of-focus image that is the same or much smaller than that obtained in the measurement sequence by holography. One axis of the two-dimensional portion of the optical disk is substantially parallel to the depth direction of the optical disk and the orthogonal axis of the two-dimensional portion of the optical disk is substantially parallel to the radial direction of the optical disk, substantially parallel to the tangent of the track of the optical disk, May be in any direction. Substantially simultaneous imaging of the two-dimensional portion of the optical disk can be used to significantly reduce the sensitivity to movement of the optical disk in the depth and orthogonal directions caused by rotation, non-flatness and / or vibration of the optical disk. The substantially simultaneous imaging of the two-dimensional portion of the optical disk can be carried out in a multi-layer and multi-track, reference track serving for registration purposes, and information imaged in the reference layer, / RTI >

제 2 및 제 4 그룹의 실시예중의 일부에 대응하는 실시예 및 그 변형인, 다층, 다중-트랙 광학 디스크에 기록하는 본 실시예중의 일부 및 그의 변형의 이점은 종래기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피를 사용하여 연속적인 이미지로 생성된 것과 같거나 비교했을때 상당히 감소된 초점에서 벗어난 이미지로부터의 배경, 및 상당히 감소된 통계적인 에러로 인한 광디스크상에 있는 또는 광디스크내에 있는 층에 접하는 라인 섹션의 실질적으로 동일한 이미징이다. 광디스크상에 또는 광디스크내에 접하는 라인 섹션의 동시 이미징은 광디스크 및/또는 광 디스크의 변형체의 회전에 의해 생성된 광디스크의 운동에 민감도를 크게 감소시키는데 사용될 수 있다.Advantages of some embodiments and variations thereof in multi-layer, multi-track optical discs, which correspond to portions of embodiments of the second and fourth groups, and variations thereof, are the prior art single pinhole confocal interference The background from the significantly out-of-focus image, which is the same as or comparable to that produced with successive images using microscopy or holography, and the background on the optical disc or on the layer in the optical disc due to significantly reduced statistical errors Is substantially the same imaging of the line section. Simultaneous imaging of a line section on or in an optical disc can be used to greatly reduce sensitivity to movement of the optical disc and / or the optical disc created by rotation of the transformer of the optical disc.

제 2 및 제 4 그룹의 실시예중의 일부에 대응하는 실시예 및 그 변형인, 다층, 다중-트랙 광학 디스크에 기록하는 본 실시예중의 일부 및 그의 변형의 이점은 종래기술의 단일 핀홀 및 슬릿 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피를 사용하여 연속적인 이미지로 생성된 것과 같거나 비교했을때 상당히 감소된 초점에서 벗어난 이미지로부터의 배경, 및 상당히 감소된 통계적인 에러로 인한 광디스크상에 있는 또는 광디스크내에 있는 층에 접하는 라인 섹션의 실질적으로 동일한 이미징이다. 광디스크의 2차원 섹션의 한 축은 광디스크상의 방사방향에 본질적으로 평행이며, 광디스크사의 2 차원 섹션의 직교축은 광디스크상의 또는 광디스크내의 트랙의 접선에 본질적으로 평행하다. 광디스크의 2차원 섹션의 동시 이미징은 광디스크 및/또는 광디스크의 변형체의 회전에 의해 생긴 방사방향에서의 광디스크 운동의 민감도를 상당히 감소시키는데 사용될 수 있다. 광디스크의 2차원 섹션의 동시 이미징은 추가로 다중 트랙 및 다중 트랙상의 다중 위치에 정보를 동시에 기록하고트랙 식별을 위하여 기준트랙을 생성하는데 사용될 수 있으며, 기준 트랙은 위치맞춤 목적을 제공한다.The advantages of the embodiment corresponding to a portion of the second and fourth groups of embodiments and variations thereof, in the present embodiment of recording on a multi-layer, multi-track optical disc, and variations thereof, The background from the significantly out-of-focus image, which is the same as or comparable to that produced with successive images using focus interference microscopy or holography, and the background on the optical disc or on the optical disc due to significantly reduced statistical errors Lt; / RTI > is substantially the same imaging of the line section tangent to < RTI ID = One axis of the two-dimensional section of the optical disc is essentially parallel to the radial direction on the optical disc and the orthogonal axis of the two-dimensional section of the optical disc yarn is essentially parallel to the tangent of the track on the optical disc or on the optical disc. Simultaneous imaging of a two-dimensional section of the optical disc can be used to significantly reduce the sensitivity of the optical disc motion in the radial direction caused by rotation of the optical disc and / or the transformer of the optical disc. Simultaneous imaging of a two-dimensional section of an optical disc may be used to simultaneously record information at multiple locations on multiple tracks and multiple tracks and to create a reference track for track identification, and the reference track provides an alignment purpose.

제 5 그룹의 실시예에 대응하는 실시예 및 그 변형인, 다층, 다중-트랙 광학 디스크에 기록하는 본 실시예 및 그 변형의 이점은 종래기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피를 사용하여 연속적인 이미지로 생성된 것에 비교했을때 상당히 감소된 초점에서 벗어난 이미지로부터의 배경으로 다층, 다중트랙 광디스크상에 1 차원, 2차원, 또는 3 차원 이미지를 생성하는 것이다.The advantage of this embodiment and its variants of writing to a multi-layer, multi-track optical disc, which is an embodiment corresponding to the embodiment of the fifth group, and variations thereof, is that using prior art single pinhole confocal interference microscopy or holography Dimensional, two-dimensional, or three-dimensional image on a multi-layer, multi-track optical disc as the background from a significantly reduced out-of-focus image when compared to a continuous image.

본 발명의 이점은 대상의 복소 산란진폭이 PCI 및 OCT의 경우에서와 같은 산란 진폭의 크기 대신에 얻어진다는 것이다. 이것은 대상재료의 주어진 타입의 1 차원, 2차원, 또는 3차원 이미징을 얻는데 요구되는 컴퓨터 분석의 결과에 대하여 특히 중요하다.The advantage of the present invention is that the complex scattering amplitude of the object is obtained instead of the magnitude of the scattering amplitude as in the case of PCI and OCT. This is particularly important for the results of computer analysis required to obtain one, two, or three dimensional imaging of a given type of material of interest.

다른 이점은 1 차원, 2차원, 및 3차원 이미징에서의 복소 산란 진폭을 얻는데 요구되는 컴퓨터 프로세싱이 현재 적용된 종래기술의 공초점 시스템에서 요구되는 것과 비교했을 때 상당히 감소된다는 것이다.Another advantage is that the computer processing required to obtain the complex scattering amplitudes in one-, two-, and three-dimensional imaging is significantly reduced compared to that required in prior art confocal systems currently applied.

다른 이점은 본 발명의 장치에서 이미 상당히 감소된, 아웃-오브-포커스 이미지를 모으는 것이 필요한 경우, 장치를 사용하여 주어진 레벨의 수집하는데 요구되는 컴퓨터 프로세싱이, 종래기술의 스캐닝 단일 핀홀 및 스캐닝 슬릿 공초점 및 스캐닝 단일 핀홀 및 스캐닝 슬릿 공초점 간섭 마이크로스코피에서 요구되는 컴퓨터 프로세싱과 비교했을 때 상당히 감소된다는 것이다.Another advantage is that the computer processing required to acquire a given level using the device, when it is necessary to collect out-of-focus images, which has already been significantly reduced in the apparatus of the present invention, Focus and Scanning Single pinholes and scanning slits are significantly reduced compared to computer processing required in confocal interference microscopy.

또 다른 이점은 단일 소스 핀홀에 대해, 소정 시간 간격 측정을 위한 대상재료에서 소정 횡단 거리 이상의 측정 복소 산란 진폭에서의 통계적인 노이즈에 대한 배경 방사의 기여가 이하의 대표적인 실시예와 본 발명의 변형으로 감소될 수 있다는 것이고, 본 발명은 축 이미지 거리 이상의 독립 측정 위치 수의 평방근에 실질적으로 비례하는 요인에 의해 단일-핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피를 조사하는 종래 기술에서 동일한 시간 간격을 얻을 수 있고, 여기에서, 상기 독립은 측정 복소 산란 진폭에 관한 것이다. 대응하는 감소요인이 대상재료의 이미징된 2차원의 섹션상의 독립측정위치 수의 평방근에 실질적으로 비례하는 슬릿(slit) 공초점 간섭 마이크로스코피에 대하여 유사한 이점이 또한 존재한다.Another advantage is that, for a single source pinhole, the contribution of background radiation to statistical noise at the measured complex scattering amplitude over a predetermined transverse distance in the material of interest for a given time interval measurement is less than that of the exemplary embodiment The present invention can obtain the same time interval in the prior art for irradiating a single-pinhole confocal interference microscope with a factor substantially proportional to the square root of the number of independent measurement positions over the axial image distance, , The independence relates to the measured complex scattering amplitude. There is also a similar advantage for a slit confocal interference microscope where the corresponding reduction factor is substantially proportional to the square root of the number of independent measurement positions on the imaged two-dimensional section of the material of interest.

또 다른 이점은 소정 측정 시간 간격에 대한 소정 이미지 축 거리 이상의 측정 복소 산란 진폭에서의 통계적인 노이즈에 대한 배경 방사의 기여가 자신의 복소 산란 진폭의 크기로부터 원리적으로 유도되도록 감소될 수 있고, 그 경우에 대한 특히 중요한 이점은 배경방사의 진폭이 복소 산란 진폭의 크기에 비교하여 상대적으로 크다는 것이다. 이것은 단일 핀홀 또는 슬릿 공초점 아이크로스코피를 스캐닝하는 종래의 기술에서는 이룰 수 없다.Another advantage is that the contribution of the background radiation to the statistical noise at the measured complex scattering amplitude over a predetermined image axis distance for a given measurement time interval can be reduced in principle to be derived from the magnitude of its complex scattering amplitude, A particularly significant advantage for the case is that the amplitude of the background radiation is relatively large compared to the magnitude of the complex scattering amplitude. This can not be achieved by conventional techniques of scanning a single pinhole or slit confocal eye crossover.

또 다른 이점은 4개의 제 1 실시예 그룹의 임의의 실시예 및 그의 변형에 대하여, 실질적으로 1차원만에서의 스캔이 2-차원 이미지를 생성하는데 요구되며 실질적으로 2차원에서의 스캔만이 3차원 이미지를 생성하는데 요구된다는 것이다.Another advantage is that, for any embodiment of the first group of four embodiments and variations thereof, a substantially one-dimensional scan is required to produce a two-dimensional image, and substantially only two- Dimensional image. ≪ / RTI >

또 다른 이점은 4개의 제 1 실시예 그룹의 임의의 다른 실시예 및 그의 변형에 대하여, 실질적으로 1차원만에서의 스캔이 3차원 이미지를 생성하는데 요구된다는 것이다.Another advantage is that, for any other embodiment of the four first embodiment groups and variations thereof, a scan in substantially only one dimension is required to produce a three-dimensional image.

요약적으로, 인스턴트 발명의 장치는 (1) 계통에러를 감소시키고, (2) 통계적 에러를 감소시키고, (3) 전자를 처리하고 매체를 기록하는 검출기에 대한 동적 범위 요구를 감소시키고, (4) 광디스크에 저장된 데이터의 밀도를 증가시키고, (5) 1차원, 2차원 또는 3차원 중의 어느 하나를 발생하는데 요구되는 컴퓨터 프로세싱을 감소시키고, (6) 아웃-오브-포커스 이미지의 계통에러 효과를 수정하는데 요구되는 컴퓨터 프로세싱을 감소시키고, 및/또는 (7) 혼탁한 매체를 통한 이미징시 작동될 수 있도록 동작된다.In summary, the instant invention's apparatus reduces (1) systematic errors, (2) reduces statistical errors, (3) reduces the dynamic range requirement for detectors that process electrons and record media, ) Increase the density of data stored on the optical disc, (5) reduce the computer processing required to generate either one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional, and (6) And / or (7) be operable upon imaging through a turbid medium.

일반적으로, 이들의 하나이상의 특징은 동작이 병렬로 수행될 수 있다.In general, one or more of these features may be performed in operation in parallel.

본 발명은, 광학 및 음향 이미징에 관한 것으로서, 광 데이터 저장 및 검색과 생물학적 샘플, 웨이퍼, 집적회로, 광 디스크, 기타 샘플에 대한 정확도 측정을 수행하기 위하여 광학 및 음향 이미지를 사용하는 것을 포함하고 있다.The present invention relates to optical and acoustic imaging, and includes the use of optical and acoustic images to perform optical data storage and retrieval and to perform precision measurements on biological samples, wafers, integrated circuits, optical disks, and other samples .

도면에 있어서, 유사한 참조 기호는 복수의 도면에서 유사한 소자를 나타낸다.In the drawings, like reference characters designate like elements in the several views.

함께 취급된 도 1a-1n은 개략적인 형태로서, 서브시스템(80과 81, 81과 82, 81과 83, 82와 81a, 83과 81a, 및 81a와 84) 사이의 광경로; 컴퓨터(118)에서 트랜스래이터(116)와 서브시스템(83)의 이상기(44)로의 전자신호의 경로; 및 서브시스템(84)의 검출기(114)에서 컴퓨터(118)로의 전자신호의 경로를 도시하는 도 1a에 대한 제 1 실시예 그룹으로부터 이어서 바람직한 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다;Figures la-1n, taken together, are schematic representations of a light path between subsystems 80 and 81, 81 and 82, 81 and 83, 82 and 81a, 83 and 81a, and 81a and 84; A path of an electronic signal from the computer 118 to the translators 116 and the phase shifters 44 of the subsystem 83; And a first embodiment group of FIG. 1A for illustrating the path of an electronic signal from the detector 114 to the computer 118 of the subsystem 84;

도 1b는 서브시스템(80)을 설명하고, 도 1b의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;Figure 1B illustrates subsystem 80, and the plane of Figure 1B is perpendicular to the plane of Figure 1A;

도 1c는 서브시스템(81)을 설명하고, 도 1c의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;Figure 1C illustrates subsystem 81, wherein the plane of Figure 1C is perpendicular to the plane of Figure 1A;

도 1d는 서브시스템(82)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(82)을 설명하고, 도 1d의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;1D illustrates subsystem 82 for the case of a probe beam entering sub-system 82, the plane of FIG. 1D being perpendicular to the plane of FIG. 1A; FIG.

도 1e는 서브시스템(83)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83)을 설명하고, 도 1e의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;Figure 1e illustrates subsystem 83 for the case of a reference beam entering sub-system 83, the plane of Figure 1e being perpendicular to the plane of Figure 1a;

도 1f는 서브시스템(82)으로부터 나가는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(82)을 설명하고, 도 1f의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;1F illustrates subsystem 82 for the case of a probe beam exiting subsystem 82, the plane of FIG. 1F being perpendicular to the plane of FIG. 1A;

도 1g는 서브시스템(83)으로부터 나가는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83)을 설명하고, 도 1g의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;Figure 1G illustrates subsystem 83 for the case of a reference beam exiting subsystem 83, the plane of Figure 1G being perpendicular to the plane of Figure 1A;

도 1h는 서브시스템(81a)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(81a)을 설명하고, 도 1h의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;Figure 1h illustrates subsystem 81a for the case of a probe beam entering sub-system 81a, the plane of Figure 1h being perpendicular to the plane of Figure 1a;

도 1i는 서브시스템(81a)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(81a)을 설명하고, 도 1i의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;Figure 1i illustrates subsystem 81a for the case of a reference beam entering sub-system 81a, the plane of Figure 1i being perpendicular to the plane of Figure 1a;

도 1j는 서브시스템(84)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(84)을 설명하고, 도 1j의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;1J illustrates subsystem 84 for the case of a probe beam entering sub-system 84, and the plane of FIG. 1J is perpendicular to the plane of FIG. 1A;

도 1k는 서브시스템(84)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(84)을 설명하고, 도 1k의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다.1K illustrates subsystem 84 for the case of a reference beam entering sub-system 84, and the plane of FIG. 1K is perpendicular to the plane of FIG. 1A.

도 1l은 서브시스템(82)에서 빛의 산란 및/또는 반사로부터 발생하는 서브시스템(82)에서의 아웃-오브-포커스 빔의 경우에 대한 서브시스템(82)을 설명하고, 도 1l의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다;FIG. 11 illustrates subsystem 82 for the case of an out-of-focus beam in subsystem 82 resulting from scattering and / or reflection of light in subsystem 82, Is perpendicular to the plane of Fig.

도 1m은 서브시스템(82)에서 빛의 산란 및/또는 반사로부터 발생하는 서브시스템(81a)에서의 아웃-오브-포커스 빔의 경우에 대한 서브시스템(81a)을 설명하고, 도 1m의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다.1 m describes a subsystem 81a for the case of an out-of-focus beam in subsystem 81a resulting from light scattering and / or reflection in subsystem 82, and the plane of FIG. Is perpendicular to the plane of Fig.

도 1n은 서브시스템(84)으로 진입하는 배경 광 빔의 경우에 대한 서브시스템(84)을 설명하고, 도 1n의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다.Figure 1n illustrates subsystem 84 for the case of a background light beam entering subsystem 84 and the plane of Figure 1n is perpendicular to the plane of Figure 1a.

함께 취급된 도 1aa-1ai는 도 1a-1n 중 임의의 하나와 상호 결합되는 개략적인 형태로서, 빔 스플리터(100)와 서브시스템(82aa), 빔 스플리터(100)와 서브시스템(83aa), 서브시스템(82aa와 85), 및 서브시스템(83aa와 95) 사이의 광경로와, 트랜스래이터(116)과 서브시스템(83aa)의 이상기(44)로의 각각의 전자신호(132 및 133)의 경로를 도시하는 도 1aa에 대한 제 2 실시예 그룹으로부터 이어서 바람직한 본 발명의 제 5 실시예를 설명한다;1a-1c are schematic representations of the beam splitter 100 and the subsystem 82aa, the beam splitter 100 and the subsystem 83aa, the sub- The paths of the respective electronic signals 132 and 133 to the optical path between the systems 82aa and 85 and the subsystems 83aa and 95 and the transducer 116 and the transducer 44 of the subsystem 83aa, Lt; RTI ID = 0.0 > 1A < / RTI > illustrating a preferred embodiment of the present invention;

도 1ab는 서브시스템(82aa)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(82aa)을 설명하고, 도 1ab의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Figure lab illustrates a subsystem 82aa for the case of a probe beam entering subsystem 82aa, wherein the plane of Figure lab is perpendicular to the plane of Figure laa;

도 1ac는 서브시스템(85)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(85)을 설명하고, 도 1ac의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Fig. Lac describes a subsystem 85 for the case of a probe beam entering sub-system 85, the plane of Fig. Lac being perpendicular to the plane of Fig. Laa;

도 1ad는 서브시스템(83aa)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83aa)을 설명하고, 도 1ad의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Figure 1ad illustrates subsystem 83aa for the case of a reference beam entering sub-system 83aa, the plane of Figure 1ad being perpendicular to the plane of Figure laa;

도 1ae는 서브시스템(95)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(95)을 설명하고, 도 1ae의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;1 ae explains subsystem 95 for the case of a reference beam entering sub-system 95, the plane of FIG. 1 ae being perpendicular to the plane of FIG. 1 aa;

도 1af는 서브시스템(85)으로부터 나가는 산란 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(85)을 설명하고, 도 1af의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Figure 1 af illustrates subsystem 85 for the case of a scattering probe beam exiting subsystem 85, the plane of Figure 1 af being perpendicular to the plane of Figure laa;

도 1ag는 서브시스템(82aa)으로부터 나가는 산란 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(82aa)을 설명하고, 도 1ag의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Figure 1ag illustrates a subsystem 82aa for the case of a scattering probe beam exiting subsystem 82aa, wherein the plane of Figure 1ag is perpendicular to the plane of Figure laa;

도 1ah는 서브시스템(95)으로부터 나가는 반사된 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(95)을 설명하고, 도 1ah의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Figure 1ah illustrates subsystem 95 for the case of a reflected reference beam exiting subsystem 95, and the plane of Figure 1ah is perpendicular to the plane of Figure laa;

도 1ai는 서브시스템(83aa)으로부터 나가는 반사된 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83aa)을 설명하고, 도 1ai의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다;Figure 1ai illustrates subsystem 83aa for the case of a reflected reference beam exiting subsystem 83aa, and the plane of Figure 1ai is perpendicular to the plane of Figure laa;

함께 취급된 도 2a-2f는 개략적인 형태로서, 서브시스템(80a와 81, 81과 82, 81과 83, 82와 81b, 83과 81b, 및 81b와 84a) 사이의 광경로; 컴퓨터(118)에서 트랜스래이터(116)와 서브시스템(83)의 이상기(44)로의 전자신호의 경로; 및 서브시스템(84a)의 검출기(114a)에서 컴퓨터(118)로의 전자신호의 경로를 도시하는 도 2a에 대한 바람직한 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.Figures 2a-2f, taken together, are schematic representations of a light path between subsystems 80a and 81, 81 and 82, 81 and 83, 82 and 81b, 83 and 81b, and 81b and 84a; A path of an electronic signal from the computer 118 to the translators 116 and the phase shifters 44 of the subsystem 83; And a second embodiment of the present invention for FIG. 2A showing the path of an electronic signal from the detector 114a to the computer 118 of the subsystem 84a.

도 2b는 서브시스템(80a)을 설명하고, 도 2b의 평면은 도 2a의 평면에 수직이고, 도 2a의 평면에서 라인 소스의 방향과 핀홀(8a)의 선형 어레이가 있다;Fig. 2b illustrates subsystem 80a, the plane of Fig. 2b being perpendicular to the plane of Fig. 2a, and the linear array of pinholes 8a with the direction of the line source in the plane of Fig. 2a;

도 2c는 서브시스템(81b)으로 진입하는 조사 광의 경우에 대한 서브시스템(81b)을 설명하고, 도 2c의 평면은 도 2a의 평면에 수직이고, 도 2a의 평면에서 핀홀(18b)의 선형 어레이가 있다;Fig. 2C illustrates subsystem 81b for the case of irradiated light entering subsystem 81b, the plane of Fig. 2C being perpendicular to the plane of Fig. 2A, and the linear array of pinholes 18b in the plane of Fig. There is;

도 2d는 서브시스템(81b)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(81b)을 설명하고, 도 2d의 평면은 도 2a의 평면에 수직이고, 도 2a의 평면에서 핀홀(18b)의 선형 어레이가 있다;Figure 2d illustrates subsystem 81b for the case of a reference beam entering sub-system 81b, the plane of Figure 2d being perpendicular to the plane of Figure 2a, and the linearity of pinhole 18b There is an array;

도 2e는 서브시스템(84a)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(84a)을 설명하고, 도 2e의 평면은 도 2a의 평면에 수직이다;Figure 2e illustrates subsystem 84a for the case of a probe beam entering sub-system 84a, the plane of Figure 2e being perpendicular to the plane of Figure 2a;

도 2f는 서브시스템(84a)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(84a)을 설명하고, 도 2f의 평면은 도 2a의 평면에 수직이다;Figure 2f illustrates subsystem 84a for the case of a reference beam entering subsystem 84a, the plane of Figure 2f being perpendicular to the plane of Figure 2a;

도 2aa는 도 2a-2f 중의 임의의 하나와 상호 결합되는 개략적인 형태로서, 빔 스플리터(100)와 서브시스템(82aa), 빔 스플리터(100)와 서브시스템(83aa), 서브시스템(82aa와 85), 및 서브시스템(83aa와 95) 사이의 광경로와, 트랜스래이터(116)와 서브시스템(83aa)의 이상기(44)로의 각각의 전자신호(132 및 133)의 경로를 도시하는 도 2aa에 대한 제 2 실시예 그룹으로부터 이어서 바람직한 본 발명의 제 6 실시예를 설명한다;Figure 2aa schematically illustrates a beam splitter 100 and a subsystem 82aa, a beam splitter 100 and a subsystem 83aa, subsystems 82aa and 85a, ) And the paths of the respective electronic signals 132 and 133 to the transducer 116 and to the phase shifter 44 of the subsystem 83aa, as well as the optical path between the subsystems 83aa and 95, Described below is a sixth preferred embodiment of the present invention from a second group of embodiments;

함께 취급된 도 3a-3l은 개략적인 형태로서, 서브시스템(80과 81, 80과 81c, 81과 82, 81c와 83a, 82와 81a, 83a와 81a, 및 81a와 84) 사이의 광경로; 컴퓨터(118)에서 트랜스레이터(116)와 서브시스템(83a)의 이상기(44)로의 전자신호의 경로; 및 서브시스템(84)의 검출기(114)에서 컴퓨터(118)로의 전자신호의 경로를 도시하는 도 3a에 대한 이어서 바람직한 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다;Figures 3a-3l taken together are schematic representations of the optical path between the subsystems 80 and 81, 80 and 81c, 81 and 82, 81c and 83a, 82 and 81a, 83a and 81a and 81a and 84; A path of an electronic signal from the computer 118 to the translator 116 and the phase shifter 44 of the subsystem 83a; And FIG. 3A, which illustrates the path of an electronic signal from the detector 114 of the subsystem 84 to the computer 118, according to a third preferred embodiment of the present invention;

도 3b는 서브시스템(80)을 설명하고, 도 3b의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 3b illustrates subsystem 80, and the plane of Figure 3b is perpendicular to the plane of Figure 3a;

도 3c는 서브시스템(81)을 설명하고, 도 3c의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 3c illustrates subsystem 81, the plane of Figure 3c is perpendicular to the plane of Figure 3a;

도 3d는 서브시스템(82)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한서브시스템(82)을 설명하고, 도 3d의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 3d illustrates subsystem 82 for the case of a probe beam entering sub-system 82, the plane of Figure 3d being perpendicular to the plane of Figure 3a;

도 3e는 서브시스템(81c)을 설명하고 도 3e의 평면은 도 3a의 평면에 평행이다;Figure 3e illustrates the subsystem 81c and the plane of Figure 3e is parallel to the plane of Figure 3a;

도 3f는 서브시스템(83a)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83a)을 설명하고, 도 3f의 평면은 도 3a의 평면에 평행이고, 단지 설명을 목적으로, 이상기(34와 34a)가 축(3a와 3c)에 대하여 각각 90도 회전된 것을 보여준다.Figure 3f illustrates subsystem 83a for the case of a reference beam entering subsystem 83a and the plane of Figure 3f is parallel to the plane of Figure 3a and for purposes of illustration only phase shifters 34 and 34a Are rotated 90 degrees with respect to the axes 3a and 3c, respectively.

도 3g는 서브시스템(82)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(82)을 설명하고, 도 3g의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 3g illustrates subsystem 82 for the case of a probe beam entering sub-system 82, the plane of Figure 3g being perpendicular to the plane of Figure 3a;

도 3h는 서브시스템(83a)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83a)을 설명하고, 도 3h의 평면은 도 3a의 평면에 수직이고, 단지 설명을 목적으로, 이상기(34와 34a)가 축(3a와 3c)에 대하여 각각 90도 회전된 것을 보여준다.Figure 3h illustrates subsystem 83a for the case of a reference beam entering subsystem 83a and the plane of Figure 3h is perpendicular to the plane of Figure 3a and for purposes of illustration only phase shifters 34 and 34a Are rotated 90 degrees with respect to the axes 3a and 3c, respectively.

도 3i는 서브시스템(81a)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(81a)을 설명하고, 도 3i의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 3i illustrates subsystem 81a for the case of a probe beam entering sub-system 81a, the plane of Figure 3i being perpendicular to the plane of Figure 3a;

도 3j는 서브시스템(81a)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(81a)을 설명하고, 도 3j의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;3J illustrates subsystem 81a for the case of a reference beam entering sub-system 81a, and the plane of FIG. 3j is perpendicular to the plane of FIG. 3A;

도 3k는 서브시스템(84)으로 진입하는 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(84)을 설명하고, 도 3k의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 3k illustrates subsystem 84 for the case of a probe beam entering sub-system 84, the plane of Figure 3k being perpendicular to the plane of Figure 3a;

도 3l은 서브시스템(84)으로 진입하는 기준 빔의 경우에 대한서브시스템(84)을 설명하고, 도 31의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다;Figure 31 illustrates subsystem 84 for the case of a reference beam entering sub-system 84, and the plane of Figure 31 is perpendicular to the plane of Figure 3A;

도 3aa와 도 3ab는 도 3a-3l의 임의의 하나와 결합된 개략적인 형태로서, 빔 스플리터(100)와 서브시스템(82aa), 빔 스플리터(100)와 서브시스템(83ab), 서브시스템(82aa와 85), 및 서브시스템(83ab와 95) 사이의 광경로와, 트랜스래이터(116)과 서브시스템(83ab)의 이상기(44)로의 각각의 전자신호(132와 133)의 경로를 도시하는 도 3aa에 대한 제 2 실시예 그룹으로부터 이어서 바람직한 본 발명의 제 7 실시예를 설명한다.3A-3B are schematic illustrations in combination with any one of FIGS. 3A-3L, showing a beam splitter 100 and a subsystem 82aa, a beam splitter 100 and a subsystem 83ab, a subsystem 82aa And 85 and the paths of the respective electronic signals 132 and 133 to the phase shifters 44 of the translators 116 and 83ab with the optical paths between the subsystems 83ab and 95 A seventh embodiment of the present invention, which is preferable from the second embodiment group for Fig.

도 3ab는 서브시스템(83ab)으로 진입하는 반사된 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(83ab)을 설명하고, 도 3ab의 평면은 도 3aa의 평면에 평행이고, 단지 설명을 목적으로, 이상기(34와 34a)가 축(3b와 3f)에 대하여 각각 90도 회전된 것을 보여준다;Figure 3ab illustrates a subsystem 83ab for the case of a reflected reference beam entering sub-system 83ab, the plane of Figure 3ab parallel to the plane of Figure 3aa, and for purposes of illustration only, phase shifter 34b And 34a are rotated 90 degrees with respect to the axes 3b and 3f, respectively;

함께 취급된 도 4a-4f는 개략적인 형태로서, 서브시스템(80a와 81, 80a와 81c, 81과 82, 81c와 83a, 82와 81b, 83a와 81b, 및 81b와 84a) 사이의 광경로; 컴퓨터(118)에서 트랜스래이터(116)와 서브시스템(83a)의 이상기(44)로의 전자신호의 경로; 및 서브시스템(84a)의 검출기(114a)에서 컴퓨터(118)로의 전자신호의 경로를 도시하는 도 4a에 대한 이어서 바람직한 본 발명의 제 4 실시예를 설명한다;Figures 4a-4f, taken together, are schematic representations of an optical path between subsystems 80a and 81, 80a and 81c, 81 and 82, 81c and 83a, 82 and 81b, 83a and 81b, and 81b and 84a; A path of an electronic signal from the computer 118 to the translators 116 and the phase shifters 44 of the subsystem 83a; And FIG. 4A, which illustrates the path of an electronic signal from the detector 114a of the subsystem 84a to the computer 118, according to a fourth preferred embodiment of the present invention;

도 4b는 서브시스템(80a)을 설명하고, 도 4b의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다;Figure 4b illustrates subsystem 80a, and the plane of Figure 4b is perpendicular to the plane of Figure 4a;

도 4c는 서브시스템(81b)으로 진입하는 산란 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(81b)을 설명하고, 도 4c의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다;Figure 4c illustrates subsystem 81b for the case of a scattering probe beam entering sub-system 81b, the plane of Figure 4c being perpendicular to the plane of Figure 4a;

도 4d는 서브시스템(81b)으로 진입하는 반사된 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(81b)을 설명하고, 도 4d의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다;4d illustrates subsystem 81b for the case of a reflected reference beam entering sub-system 81b, and the plane of FIG. 4d is perpendicular to the plane of FIG. 4a;

도 4e는 서브시스템(84a)으로 진입하는 산란 프로브 빔의 경우에 대한 서브시스템(84a)을 설명하고, 도 4e의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다;Figure 4e illustrates subsystem 84a for the case of a scattering probe beam entering sub-system 84a, and the plane of Figure 4e is perpendicular to the plane of Figure 4a;

도 4f는 서브시스템(84a)으로 진입하는 반사된 기준 빔의 경우에 대한 서브시스템(84a)을 설명하고, 도 4f의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다;4f illustrates subsystem 84a for the case of a reflected reference beam entering subsystem 84a, and the plane of FIG. 4f is perpendicular to the plane of FIG. 4a;

도 4aa는 도 4a-4f 중의 임의의 하나와 결합된 개략적인 형태로서, 빔 스플리터(100)와 서브시스템(82aa), 빔 스플리터(100)와 서브시스템(83ab), 서브시스템(82aa와 85), 및 서브시스템(83ab와 95) 사이의 광경로와, 트랜스래이터(116)와 서브시스템(83ab)의 이상기(44)로의 각각의 전자신호(132와 133)의 경로를 도시하는 도 4aa에 대한 제 2 실시예 그룹으로부터 이어서 바람직한 본 발명의 제 8 실시예를 설명한다;Figure 4aa is a schematic representation in combination with any one of Figures 4a-4f, including beam splitter 100 and subsystem 82aa, beam splitter 100 and subsystem 83ab, subsystems 82aa and 85, And the optical path between the subsystems 83ab and 95 and the path of each electronic signal 132 and 133 to the phase shifter 44 of the translators 116 and 83ab Described next is a preferred eighth embodiment of the present invention from the second embodiment group;

도 5는 4개의 이미징 섹션을 갖는 반사 공초점 현미경의 기하학적인 도면이다;Figure 5 is a geometrical view of a reflective confocal microscope with four imaging sections;

도 6은 언급된 본 발명의 4개의 실시예들과 그 실시예들의 변형에 따른 공간 필터 핀홀의 수평면에서 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭을 도시한 그래프이다;Figure 6 is a graph showing the amplitude of the out-of-focus image in the horizontal plane of the spatial filter pinhole according to the four embodiments of the present invention mentioned and variations of the embodiments;

도 7은 언급된 본 발명의 4개의 실시예들과 그 실시예들의 변형에 따른 공간 필터 핀홀의 수평면에서 반사된 기준 빔 진폭을 도시한 그래프이다;Fig. 7 is a graph showing the reference beam amplitudes reflected from the horizontal plane of the spatial filter pinhole according to the four embodiments of the present invention mentioned and variations of the embodiments; Fig.

도 8a-8c는 리소그래피와 집적회로 제조의 그 적용에 관한 것이고, 도 8a는 공초점 마이크로스코피 시스템을 이용한 리소그래피 노광 시스템의 개략도이다;Figures 8a-8c relate to lithography and its application in integrated circuit fabrication, Figure 8a is a schematic of a lithographic exposure system using a confocal microscopy system;

도 8b와 8c는 집적회로의 제조단계 설명하는 플로챠트이다; 및Figures 8b and 8c are flowcharts illustrating the manufacturing steps of the integrated circuit; And

도 9는 공초점 마이크로스코피 시스템을 이용한 마스크 검사 시스템의 개략도이다.9 is a schematic diagram of a mask inspection system using a confocal microscopy system.

본 발명은 조사하의 볼륨요소의 이전, 뒤, 및 일측에 이중 인화된 아웃-오브-포커스 이미지 구조에 의해 생성된 배경 광의 복소진폭으로부터의 3차원 대상재료 공간의 볼륨요소에 의해 반사 및/또는 산란된 빛의 복소진폭의 분리를 허용한다. 구체화된 토모그래피 기술은 다양한 매카니즘에 의해 발생된 "배경(background)" 및 "전경(foreground)" 복소진폭신호로부터의 이미지 평면에서 소정 복소진폭 신호를 분리할 수 있다. 그러한 배경 및 전경 복소진폭신호는 (1) 이미징되는 라인 섹션 또는 2차원 섹션 이외의 아웃-오브-포커스 대상재료의 섹션 이미지, (2) 소정 진폭신호의 산란, (3) 이미징되는 라인 섹션 또는 2차원 섹션 이외의 소스로부터 발생하는 신호의 산란, 및/또는 (4) 열방사로 될 수 있다. 산란 사이트 및 열방사 소스는 조사하의 대상의 라인 섹션 또는 2차원 섹션의 전, 일측, 및/또는 뒤의 공간에 위치될 수 있다.The present invention is based on the idea that reflection and / or scattering by the volume elements of the three-dimensional object material space from the complex amplitude of the background light generated by the double-printed out-of-focus image structure before, Allowing for the separation of the complex amplitude of the emitted light. The embodied tomography technique may separate a certain complex amplitude signal in the image plane from the " background " and " foreground " complex amplitude signals generated by various mechanisms. Such background and foreground complex amplitude signals may include (1) a section image of the out-of-focus material other than the imaged line section or the two-dimensional section, (2) scattering of the desired amplitude signal, (3) Scattering of signals originating from sources other than the dimension section, and / or (4) heat radiation. The scattering site and the heat radiation source may be located in a line section or a front, one side, and / or a rear space of a two-dimensional section of the object under investigation.

본 발명의 기술은 아웃-오브-포커스 이미지에 대항하는 2개의 다른 변별레벨 중의 어느 하나로 수행된다. 제 1 레벨(레벨 1)에서, 본 발명 장치의 이미징 서브시스템의 충격 응답 함수는 대표적인 이미징 시스템의 퍼필에서 위상변이의 1차원 패턴을 도입하는 것에 의해 각각 2개의 직교면 중의 어느 하나로 처리된다. 제 2 레벨(레벨 2)에서, 본 발명 장치의 이미징 서브섹션의 충격 응답 함수는 대표적인이미징 서브시스템의 퍼필에서 위상변이의 2차원 패턴을 도입하는 것에 의해 2개의 직교면 모두로 처리된다. 레벨 2 변별은 계통 및 통계적 에러 모두에 대해, 레벨 1 변별 보다 인-포커스에 있는 이미지로부터 아웃-오브-포커스 이미지의 더 효과적인 변별을 유도한다. 레벨 1과 레벨 2 변별은 설명되는 바람직한 임의의 실시예에 대해 수행될 수 있다.The technique of the present invention is performed with one of two different discrimination levels against an out-of-focus image. At the first level (level 1), the impulse response function of the imaging subsystem of the inventive device is processed by either one of two orthogonal planes, respectively, by introducing a one-dimensional pattern of phase shifts in the pills of a representative imaging system. At the second level (level 2), the impulse response function of the imaging subsection of the inventive device is processed with both orthogonal planes by introducing a two-dimensional pattern of phase shifts in the pills of a representative imaging subsystem. Level 2 discrimination leads to more effective discrimination of out-of-focus images from images in in-focus than level 1 discrimination, both for systematic and statistical errors. The level 1 and level 2 discrimination can be performed for any of the preferred embodiments described.

레벨 1 또는 레벨 2 중의 어느 하나로 어레이된 인스턴트 발명의 각각의 바람직한 실시예에 공통적인 본 발명의 허용 기술은 여기에서는 레벨 1 변별을 갖는 바람직한 실시예에 대해서만 설명한다.The permissive technique of the present invention, which is common to each preferred embodiment of the instant invention arrayed in either level 1 or level 2, will now be described only for the preferred embodiment with level 1 discrimination.

레벨 1 변별은 이미징 서브시스템의 충격 응답 함수가 처리되는 직교평면의 상세방위에 기초를 둔다. 이미징 서브시스템의 충격 응답 함수가 처리되는 직교 평면의 방위의 선택은 본 발명 장치에서 달성된 통계적 에러상의 배경 빔 효과의 감소도에 큰 영향을 준다.Level 1 discrimination is based on the detailed orientation of the orthogonal plane in which the impulse response function of the imaging subsystem is processed. The choice of the orientation of the orthogonal planes in which the impulse response function of the imaging subsystem is processed greatly affects the degree of reduction of the background beam effect on the statistical errors achieved in the inventive apparatus.

구볼륨으로 도면을 참조하면, 도 1a-1n은 인스턴트 발명의 바람직한 제 1 실시예의 개략적인 형태를 나타낸다. 도 1a-1n에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 빔 스플리터(100), 대상재료(112), 트랜스래이터(116), 기준 미러(120), 분산 검출기 소자(130a 및 130b), 및 검출기(114)로 구성된 간섭계이다. 이 구성은 미켈슨(Michelson) 간섭계 기술로 알려져 있고, 간단한 실례로 도시된다. 편광 미켈슨 간섭계와 "거리 및 각 측정장치를 위한 차동 간섭계 어레이: 원리, 이점 및 적용"으로 명칭된 C. Zanoni(VDI Berichte NR. 749, pp. 93-106, 1989)에 의한 제품과 같은 기술로 알려진 간섭계의 다른 형태는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예의 정신과 범위를 두드러지게 벗어나지 않는 도 1a-1n의 장치로 결합될 수 있다.Referring to the figures with a sphere volume, Figures 1A-1N show a schematic form of a first preferred embodiment of the instant invention. 1A-1n, a preferred embodiment of the present invention includes a beam splitter 100, an object material 112, a translator 116, a reference mirror 120, dispersion detector elements 130a and 130b, , And a detector (114). This configuration is known as the Michelson interferometer technology and is shown as a simple example. With the same technology as the product by polarized Mickelson interferometer and C. Zanoni (VDI Berichte NR. 749, pp. 93-106, 1989), entitled "Differential Interferometer Arrays for Distance and Angular Measuring: Principle, Advantage and Application" Other forms of known interferometers may be combined with the apparatus of Figures la-ln without significantly deviating from the spirit and scope of the first preferred embodiment of the present invention.

제 1 바람직한 실시예에서 이미징 서브시스템의 충격 응답 함수가 처리된 평면의 방위는 도 1a의 평면에 수직이고 이미징 서브시스템의 광축에 평행이다.In a first preferred embodiment, the orientation of the plane in which the impulse response function of the imaging subsystem is processed is perpendicular to the plane of Fig. 1A and parallel to the optical axis of the imaging subsystem.

도 1b는 도 1a에 도시된 서브시스템(80)의 일실시예를 개략적인 형태로 설명한다. 도 1b의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 바람직한 제 1 실시예에 대하여, 광원(10)은 바람직하게 레이저, 또는 흐트러진 또는 공간적으로 인코히어런트 방사의 유사 소스, 가장 바람직하게 초조사(superirradiant) 레이저 등의 소스 표면을 가로지르는 바람직하게 편광된 포인트 소스 또는 공간적으로 인코히어런트 방사원이다. 광원(10)은 서브시스템(80)의 광축(3)으로 정렬되는 입사 빔(2)을 방사한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 광 빔(2)이 포커싱 렌즈(6)로 입사하여 이미지 평면(7)에서 핀홀(8)로 초점이 맞춰진다. 복수의 광 빔(12-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(12)이 핀홀(8)로부터 분기되고 광 축(3)으로 정렬된 광축을 갖는 서브시스템(80)의 렌즈(16)로 진입한다. 광 빔(12)은 렌즈(16)로부터 광 빔(12A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행화 된 광 빔(12A)으로 나와서 이상기(14)로 진입한다. 이상기(14)는 그들의 대표적인 광축이 서브시스템(80)의 광축(3)에 평행하도록 위치된 직각 이상기(14-1,-2,-3,-4)로 구성된다. 위상변이의 수는 정수인 임의의 적당한 수로 될 수 있다. 도 1b에 도시된 실시예는 본 발명 장치의 구성요소들 간의 관계를 명확히 보여주기에 충분한 4개의 이상기의 경우, 경우에 대한 것이다. 평행 광 빔(12A-1,-2,-3,-4)은 각각 이상기(14-1,-2,-3,-4)를 통과하고, 이상기(14)로부터 광 빔(12B)을 구성하는 광 빔(12B-1,-2,-3,-4)으로 각각 나온다. 이상기(14-2와 14-4)의 각각은 이상기(14-1과 14-3)의 각각에 의해 도입된 위상변이 보다 라디안 만큼 큰 위상변이를 도입하고, 이상기(14-1과 14-3)에 의해 도입된 위상변이는 동일하다.FIG. 1B illustrates one embodiment of the subsystem 80 shown in FIG. 1A in a schematic form. The plane of FIG. 1B is perpendicular to the plane of FIG. 1A. For the first preferred embodiment, the light source 10 preferably comprises a laser, or a preferably polarized laser beam, which traverses the source surface of a pseudo-source of scattered or spatially coherent radiation, most preferably a superirradiant laser, Point source or an incoherent radiation source spatially. The light source 10 emits an incident beam 2 that is aligned with the optical axis 3 of the subsystem 80. The light beam 2 is incident on the focusing lens 6 and focused on the pinhole 8 in the image plane 7, as shown in Fig. 1B. A light beam 12 composed of a plurality of light beams 12-1, -2, -3 and -4 branches off from the pinhole 8 and has an optical axis aligned with the optical axis 3 And enters the lens 16. The light beam 12 exits from the lens 16 into a parallelized light beam 12A composed of the light beams 12A-1, -2, -3, -4 and enters the phase shifter 14. The phase shifter 14 is composed of rectangular phase shifters 14-1, -2, -3, -4 whose typical optical axis is positioned so as to be parallel to the optical axis 3 of the subsystem 80. [ The number of phase shifts can be any suitable number that is an integer. The embodiment shown in FIG. 1B is for the case of four phase shifters sufficient to clearly show the relationship between the components of the inventive apparatus. The parallel light beams 12A-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 14-1, -2, -3 and -4, respectively, and the light beams 12B from the phase shifter 14 (12B-1, -2, -3, -4), respectively. Each of the phase shifters 14-2 and 14-4 introduces a phase shift that is larger than the phase shift introduced by each of the phase shifters 14-1 and 14-3 by a radian and the phase shifters 14-1 and 14-3 ) Are the same.

도 1a에서, 광 빔(12B)은 서브시스템(80)에서 나와 서브시스템(81)으로 진입한다. 도 1c에서, 광 빔(12B)은 서브시스템(81)의 광축(3)으로 정렬된 광축을 갖는 렌즈(26)로 진입하여 광 빔(12C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(12C)으로 나온다. 도 1c의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 렌즈(26)는 광 빔(12C)을 이미지 평면(17)에서 이미지 포인트(18)로 초점을 맞춘다. 광 빔(12C)은 이미지 포인트(18)로부터 광 빔(22-1,-2-3-4)으로 구성된 광 빔(22)으로 나온다. 광 빔(22)은 서브시스템(81) 광축(3)으로 정렬된 광축을 갖는 렌즈(36)로 진입한다. 광 빔(22)은 렌즈(36)로부터 나와 광 빔(22A-1,-2-3-4)으로 구성된 평행화 된 광 빔(22A)으로 서브시스템(81)을 나온다.In FIG. 1A, the light beam 12B exits the subsystem 80 and enters the subsystem 81. FIG. 1C, the light beam 12B enters the lens 26 having an optical axis aligned with the optical axis 3 of the subsystem 81 and is incident on the light beam 12C-1, -2, -3, -4 Resulting in a configured light beam 12C. The plane of Fig. 1C is perpendicular to the plane of Fig. 1A. The lens 26 focuses the light beam 12C from the image plane 17 to the image point 18. The light beam 12C emerges from the image point 18 into a light beam 22 consisting of light beams 22-1, -2-3-4. The light beam 22 enters a lens 36 having an optical axis aligned with the optical axis 3 of the subsystem 81. The light beam 22 exits the lens 36 and exits the subsystem 81 with the collimated light beam 22A consisting of the light beams 22A-1, -2-3-4.

도 1a에 도시된 바와 같이, 광 빔(22A)은 빔 스플리터(100)에 의해 광 빔(P22B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(P22B)으로서 부분적으로 전송되고 도 1d에 도시된 서브시스템(82)으로 진입한다.1A, the light beam 22A is partially transmitted as a light beam P22B composed of the light beams P22B-1, -2, -3, -4 by the beam splitter 100, 0.0 > 82 < / RTI >

도 1d에서, 광 빔(P22B)은 이상기(24-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(24)로 진입한다. 도 1d의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 이상기(24)는 이상기(14)와 동일한 수의 소자로 구성되고 도 1d에 함께 도시된다.In Fig. 1D, the light beam P22B enters the phase shifter 24 composed of phase shifters 24-1, -2, -3, -4. The plane of Figure 1d is perpendicular to the plane of Figure 1a. The phase shifter 24 consists of the same number of elements as the phase shifter 14 and is shown together in Fig.

광 빔(P22B-1,-2,-3,-4)은 각각 이상기(24-1,-2,-3,-4)를 통과하고 광빔(P22C-1,-2,-3,-4)으로 각각 구성된 광 빔(P22C)으로 나온다. 이상기(24-1과 24-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(24-2 또는 24-4) 중의 어느 하나에 의해 도입된 위상변이보다 라디안만큼 큰 동일한 값의 위상변이이고, 이상기(24-2와 24-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값의 위상변이이다.The light beams P22B-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 24-1, -2, -3 and -4, respectively, and pass through the light beams P22C-1, And a light beam P22C, respectively. The phase shift introduced by the phase shifters 24-1 and 24-3 is a phase shift of the same value that is larger than the phase shift introduced by any one of the phase shifters 24-2 and 24-4 by a radian, -2 and 24-4) are phase shifts of the same value.

이상기(14-1과 24-1, 14-2와 24-2, 14-3과 24-3, 및 14-4와 24-4)의 각 쌍에 의해 도입된 위상변이들의 합계는 라디안이다. 따라서, 광 빔(P22C-1,-2,-3,-4) 중 임의의 2개 사이의 순상대적 위상변이는 없다. 광 빔(P22C)은 광 빔(P22D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(P22D)으로, 대상재료(112)의 이미지 평면(27)에서 이미지 포인트(28)로 집중된 라인 이미지를 형성하도록 초점이 맞춰진 렌즈(46)를 통과한다. 라인 이미지의 축은 실질적으로 이미징 서브시스템(82)의 광축(3)에 평행하다.이미지 라인의 길이는 초점의 깊이와 프로브 렌즈(46)의 색수차와 소스(10)의 광 대역폭과 같은 요인의 결합으로 결정된다. 라인 섹션은 대상재료의 표면을 하나 이상으로 자르거나 또는 대상재료의 표면에 배치할 수 있다. 렌즈(46)의 광축은 서브시스템(82)의 광축(3)으로 정렬된다.The sum of the phase shifts introduced by each pair of phase shifters 14-1 and 24-1, 14-2 and 24-2, 14-3 and 24-3, and 14-4 and 24-4 is in radians. Therefore, there is no net relative phase shift between any two of the light beams P22C-1, -2, -3, -4. The light beam P22C is a light beam P22D composed of the light beams P22D-1, -2, -3, -4 and is focused on the image plane 28 from the image plane 27 of the object material 112 And passes through the focused lens 46 to form a line image. The axis of the line image is substantially parallel to the optical axis 3 of the imaging subsystem 82. The length of the image line is a combination of factors such as the depth of focus and the chromatic aberration of the probe lens 46 and the optical bandwidth of the source 10. [ . The line section can be cut into one or more surfaces of the subject material or placed on the surface of the subject material. The optical axis of the lens 46 is aligned with the optical axis 3 of the subsystem 82.

도 1a에서, 광 빔(22A)은 빔 스플리터(100)에 의해 광 빔(R22B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(R22B)으로 부분적으로 반사된다. 광 빔(R22B)은 도 1e에 도시된 서브시스템(83)으로 진입한다. 도 1e의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 도 1e에 도시된 바와 같이, 광 빔(R22B)은 이상기(34-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(34)로 진입한다. 이상기(34)는 이상기(14)와 동일한 수의 소자를 포함하고 도 1e에 함께 도시된다. 광 빔(R22B)은 이상기(34)를 통과한 후, 광 빔(R22C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(R22C)으로 나가도록 이상기(44)를 통과한다. 이상기(44)에 의해 도입된 이상변이는 컴퓨터(118)로부터의 신호(132)로 제어된다. 이상기(34-1과 34-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(34-2 또는 34-4) 중의 어느 하나에 의해 도입된 위상변이 보다 라디안만큼 큰 동일한 값의 위상변이이고, 이상기(34-2와 34-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값의 위상변이이다. 따라서, 광 빔(R22C-1,-2,-3,-4) 중 임의의 2개 사이의 순상대적 위상변이는 없다. 광 빔(R22C)은 광 빔(R22D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광 빔(R22D)으로 렌즈(56)를 통과한다. 광 빔(R22D)은 렌즈(56)에 의해 기준 미러(120)상의 이미지 평면(37)에서 이미지 포인트(38)로 초점이 맞춰진다. 렌즈(56)의 광축은 서브시스템(83)의 광축(3a)에 정렬된다.1A, a light beam 22A is partially reflected by a beam splitter 100 into a light beam R22B composed of light beams R22B-1, -2, -3, -4. The light beam R22B enters the subsystem 83 shown in Fig. 1E. The plane of Figure 1e is perpendicular to the plane of Figure 1a. As shown in FIG. 1E, the light beam R22B enters the phase shifter 34 composed of phase shifters 34-1, -2, -3, -4. The phase shifter 34 includes the same number of elements as the phase shifter 14 and is shown together in Fig. After passing through the phase shifter 34, the light beam R22B passes through the phase shifter 44 to exit to the light beam R22C composed of the light beams R22C-1, -2, -3, -4. The abnormal variation introduced by the phase shifter 44 is controlled by the signal 132 from the computer 118. The phase shift introduced by phase shifters 34-1 and 34-3 is a phase shift of the same value that is greater than the phase shift introduced by either one of phase shifters 34-2 or 34-4 by a radian, -2 and 34-4) are phase shifts of the same value. Therefore, there is no net relative phase shift between any two of the light beams R22C-1, -2, -3, -4. The light beam R22C passes through the lens 56 with a light beam R22D composed of light beams R22D-1, -2, -3, -4. The light beam R22D is focused by the lens 56 from the image plane 37 on the reference mirror 120 to the image point 38. The optical axis of the lens 56 is aligned with the optical axis 3a of the subsystem 83.

도 1f에서, 광 빔(P22D)(도 1d 참조)의 일부분은 산란 프로브 빔(P32)을 포함하는 복수의 광 빔(P32-1,-2,-3,-4)으로, 이미지 포인트(28)에 집중된 라인 이미지에서 대상재료에 의해 반사 및/또는 산란된다. 도 1f의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 산란 프로브 빔(P32)은 이미지 평면(27)의 이미지 포인트(28)로부터 분기되어 렌즈(46)로 진입한다. 도 1f에 도시된 바와 같이, 산란 프로브 빔(P32)는 광 빔(P32A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행화된 산란 프로브 빔(P32A)으로, 렌즈(46)로부터 나온다.1D, a part of the light beam P22D (see FIG. 1D) is divided into a plurality of light beams P32-1, -2, -3, -4 including a scattering probe beam P32, / RTI > is reflected and / or scattered by the material of interest in the line image focused on the line image. The plane of FIG. 1F is perpendicular to the plane of FIG. 1A. The scattering probe beam P32 diverges from the image point 28 of the image plane 27 and enters the lens 46. 1F, the scattering probe beam P32 emerges from the lens 46 as a parallelized scattering probe beam P32A consisting of the light beams P32A-1, -2, -3, -4 .

광 빔(P32A-1,-2,-3,-4)은 이상기(24-1,-2,-3,-4)를 각각 통과하여 각각 광 빔(P32B-1,-2,-3,-4)으로 나온다. 광 빔(P32B-1,-2,-3,-4)은 서브시스템(82)을 나가는 산란 프로브 빔(P32B)을 포함한다. 이상기(24-1과 24-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(24-2 또는 24-4) 중의 어느 하나에 의해 도입된 위상변이 보다 라디안만큼 큰 동일한 값의 위상변이이고, 이상기(24-2와 24-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값의 위상변이이다.The light beams P32A-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 24-1, -2, -3 and -4, respectively, and pass through the light beams P32B-1, -4). The light beams P32B-1, -2, -3, -4 include a scattering probe beam P32B exiting the subsystem 82. [ The phase shift introduced by the phase shifters 24-1 and 24-3 is a phase shift of the same value that is larger than the phase shift introduced by any one of the phase shifters 24-2 and 24-4 by a radian, -2 and 24-4) are phase shifts of the same value.

도 1g에서, 광 빔(R22D)(도 1e참조)은 기준 미러(120)에 의해 광 빔(R32-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32)으로 반사된다. 도 1g의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 반사 기준 빔(R32)은 이미지 평면(37)의 이미지 포인트(38)로부터 분기하여 렌즈(56)로 진입한다. 도 1g에 도시된 바와 같이, 반사 기준 빔(R32)는 렌즈(56)로 부터 광 빔(R32A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행화 된 반사 기준 빔(R32A)으로 나간다. 광 빔(R32A-1,-2,-3,-4)은 먼저 이상기(44)를 통과하고, 그 후, 광 빔(R32B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32B)으로 나가도록 이상기(34-4,-3,-2,-1)를 각각 통과한다. 이상기(44)에 의해 도입된 위상변이는 컴퓨터(118)로부터의 신호(132)로 제어된다. 이상기(34-1과 34-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(34-2와 34-4)에 의해 도입된 위상변이 보다 π라디안 만큼 큰 동일한 값의 위상변이이고, 이상기(34-2와 34-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값의 위상변이이다. 광 빔(R32B-1,-2,-3,-4)은 서브시스템(83)을 나가는 광 빔(R32B)을 포함한다.In FIG. 1G, the light beam R22D (see FIG. 1E) is reflected by the reference mirror 120 to the reflection reference beam R32 composed of the light beams R32-1, -2, -3, -4. The plane of FIG. 1G is perpendicular to the plane of FIG. 1A. The reflective reference beam R32 diverges from the image point 38 of the image plane 37 and enters the lens 56. As shown in Fig. 1G, the reflection reference beam R32 is emitted from the lens 56 to a parallelized reflection reference beam R32A composed of the light beams R32A-1, -2, -3, -4 . The light beams R32A-1, -2, -3, -4 first pass through the phase shifter 44 and then are reflected by the reflection reference beams R32B-1, -2, -3, And passes through the phase shifters 34-4, -3, -2, -1 so as to go out to the R32B. The phase shift introduced by the phase shifter 44 is controlled by the signal 132 from the computer 118. The phase shift introduced by the phase shifters 34-1 and 34-3 is a phase shift of the same value that is larger than the phase shift introduced by the phase shifters 34-2 and 34-4 by? And 34-4 are phase shifts of the same value. The light beams R32B-1, -2, -3, -4 include a light beam R32B exiting the subsystem 83. [

산란 프로브 빔(P32B)이 빔 스플리터(100)에 의해 광 빔(P32C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 산란 프로브 빔(P32C)으로 부분적으로 반사되는 것이 도 1a로 도시된다. 산란 프로브 빔(P32C)은 도 1h에 도시된 서브시스템(81a)으로 진입한다. 도 1h의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 도 1h에서, 산란 프로브 빔(P32C)은 서브시스템 81a의 광축 3a에 정렬된 광축을 갖는 렌즈(26a)로 진입하여 광 빔(P32D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 산란 프로브 빔(P32D)으로 나온다. 렌즈(26a)는 산란 프로브 빔(P32D)을 이미지 평면(17a)의 핀홀(18a)로 초점을 맞춘다. 산란 프로브 빔(P32D)의 일부분은 핀홀(18a)로부터 광 빔(P42-1,-2,-3,-4)으로 구성된 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42)으로 나온다. 산란 프로브 빔(P42)은 서브시스템(81a)의 광축(3a)으로 정렬된 광축을 갖는 렌즈(36a)로 진입한다. 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42)은 렌즈(36a)로부터 나와 광 빔(P42A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행화 된 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42A)으로 서브시스템(81a)을 나온다.It is shown in FIG. 1A that the scattering probe beam P32B is partially reflected by the beam splitter 100 into a scattering probe beam P32C consisting of the light beams P32C-1, -2, -3, -4. The scattering probe beam P32C enters the subsystem 81a shown in FIG. 1H. The plane of FIG. 1h is perpendicular to the plane of FIG. 1A. 1H, the scattering probe beam P32C enters a lens 26a having an optical axis aligned with the optical axis 3a of the subsystem 81a, and is incident on a scattering probe composed of the light beams P32D-1, -2, -3, -4. Beam P32D. The lens 26a focuses the scattering probe beam P32D on the pinhole 18a of the image plane 17a. A portion of the scattering probe beam P32D emerges from the pinhole 18a into a spatially filtered scattering probe beam P42 consisting of the light beams P42-1, -2, -3, -4. The scattering probe beam P42 enters the lens 36a having an optical axis aligned with the optical axis 3a of the subsystem 81a. The spatially filtered scattering probe beam P42 exits the lens 36a and is collimated by a collimated spatially filtered scattering probe beam P42A consisting of light beams P42A-1, -2, -3, -4. And exits system 81a.

도 1a에 도시된 바와 같이, 반사 기준 빔(R32B)은 빔 스플리터(100)에 의해 광 빔(R32C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32C)으로 부분적으로 전송된다. 반사 기준 빔(R32C)은 도 1i에 도시된 서브시스템(81a)으로 진입한다. 도 1i의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 도 1i에서, 반사 기준 빔(R32C)은 렌즈(26a)로 진입하여 광 빔(R32D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32D)으로 나온다. 렌즈(26a)는 반사 기준 빔(R32D)을 이미지 평면(17a)의 핀홀(18a)로 초점을 맞춘다. 반사 기준 빔(R32D)의 일부분은 핀홀(18a)로부터 광 빔(R42-1,-2,-3,-4)으로 구성된 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42)으로 나온다. 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42)은 렌즈(36a)로 진입한다. 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42)은 렌즈(36a)로부터 나와 광 빔(R42A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행화 된 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42A)으로 서브시스템(81a)을 나온다.1A, the reflection reference beam R32B is partially transmitted to the reflection reference beam R32C composed of the light beams R32C-1, -2, -3, -4 by the beam splitter 100 do. The reflection reference beam R32C enters the subsystem 81a shown in Fig. 1i. The plane of FIG. 1I is perpendicular to the plane of FIG. 1A. In Fig. 1I, the reflection reference beam R32C enters the lens 26a and emerges as a reflection reference beam R32D composed of the light beams R32D-1, -2, -3, -4. The lens 26a focuses the reflection reference beam R32D to the pinhole 18a of the image plane 17a. A portion of the reflection reference beam R32D comes out of the pinhole 18a into a spatially filtered reference beam R42 composed of the light beams R42-1, -2, -3, -4. The spatially filtered reflected reference beam R42 enters lens 36a. The spatially filtered reflected reference beam R42 exits the lens 36a and is collimated by a collimated spatially filtered reflected reference beam R42A consisting of light beams R42A-1, -2, -3, -4 And exits system 81a.

공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42A)이 바람직하게 반사 회절 격자인분산 소자(130a)상에 충돌하는 것이 도 1a로 도시된다. 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42A)의 일부분은 도 1a의 평면에서 제 1 분산 검출기 소자(130a)에 의해 산란 프로브 빔(P42B)으로 회절된다. 산란 프로브 빔(P42B)은 바람직하게 투과 회절 격자인 제 2 분산 검출기 소자(130b)에 충돌한다. 산란 프로브 빔(P42B)의 일부분은 도 1a의 평면에서 제 2 분산 검출기 소자(130b)에 의해 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42C)으로 회절된다. 빔(P42B와 P42C)이 광 주파수 성분의 스펙트럼으로 구성되고 따라서 도 1a의 평면에서 각으로 분산되지만, 빔(P42B와 P42C)의 하나의 주파수 성분만의 경로가 도 1a에 도시된다. 도시된 경로들은 전형적인 것이다. 빔(P42B와 P42C)에 대한 하나의 광 주파수 성분 단독의 실례는 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고 도 1a 및 이에 수반되는 도면들에 적절하지 않는 복소성을 도입하지 않는 상태로, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42C)에 대한 서브시스템 84의 주요 특성의 표시를 허용한다.It is shown in FIG. 1A that the spatially filtered scattering probe beam P42A preferably impinges on the dispersive element 130a, which is a reflective diffraction grating. A portion of the spatially filtered scattering probe beam P42A is diffracted by the first dispersion detector element 130a into the scattering probe beam P42B in the plane of FIG. 1A. The scattering probe beam P42B preferably impinges on the second dispersion detector element 130b which is the transmission diffraction grating. A portion of the scattering probe beam P42B is waved by the second dispersion detector element 130b in the plane of FIG. 1A and diffracted into a spatially filtered scattering probe beam P42C. The paths of only one frequency component of the beams P42B and P42C are shown in Fig. 1A, although the beams P42B and P42C are composed of the spectrum of the optical frequency components and thus are angularly distributed in the plane of Fig. The depicted paths are typical. Examples of one optical frequency component alone for the beams P42B and P42C may be filtered by wavenumbers without introducing complexity that is not appropriate to Figure 1a and the accompanying figures without departing from the spirit or scope of the present invention And allows display of the main characteristics of the subsystem 84 with respect to the spatially filtered scattering probe beam P42C.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 빔(P42C)은 도 1j에 도시된 서브시스템(84)으로 진입한다. 도 1j의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 도 1j에 도시된 바와 같이, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 빔(P42C)은 서브시스템(84)의 광축(3d)으로 정렬된 광축을 갖는 렌즈(66)을 통과하고 광 빔(P42D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 빔(P42D)으로 나온다. 하나의 광 주파수 성분만을 가지고 설명된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 빔(P42D)은 렌즈(66)에 의해 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)로 초점이 맞추어진다. 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)의 위치와, 이미지 평면(47)에 위치된 검출기 핀홀의 선형 어레이 상의 이미지 포인트(48) 위치는 분산 검출기 소자(130a와 130b)에 의해 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 빔(P42D)의 광 주파수에 달려 있다. 검출기 핀홀의 선형 어레이를 통과하는 광 빔의 일부분은 멀티픽셀 검출기(114), 바람직하게, 선형 어레이 CCD와 같은 픽셀의 선형 어레이로 구성된 검출기에 의해 검출된다.The wavenumber filtered and spatially filtered beam P42C enters the subsystem 84 shown in FIG. 1J. The plane of FIG. 1J is perpendicular to the plane of FIG. 1A. 1J, a wavenumber-filtered and spatially filtered beam P42C passes through a lens 66 having an optical axis aligned with the optical axis 3d of the subsystem 84 and passes through the optical beam P42D- 1, -2, -3, -4), and is output as a spatially filtered beam P42D. And the spatially filtered beam P42D is focused by the lens 66 onto the image point 48 of the image plane 47. In this way, The position of the image point 48 of the image plane 47 and the position of the image point 48 on the linear array of detector pinholes located in the image plane 47 are wavenely filtered by the dispersion detector elements 130a and 130b , And the optical frequency of the spatially filtered beam P42D. A portion of the light beam passing through the linear array of detector pinholes is detected by a detector comprised of a linear array of pixels, such as a multi-pixel detector 114, preferably a linear array CCD.

공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42A)이 반사 검출기 소자(130a)에 충돌하는 것이 도 1a에 도시된다. 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42A)의 일부분은 도 1a의 평면에서 분산 검출기 소자(130a)에 의해 반사 기준 빔(R42B)으로 회절된다. 반사 기준 빔(R42B)은 제 2 분산 검출기 소자(130b)에 충돌한다. 반사 기준 빔(R42B)의 일부분은 도 1a의 평면에서 제 2 분산 검출기 소자(130b)에 의해 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)으로 회절된다. 빔(R42B와 R42C)이 광 주파수 성분의 스펙트럼으로 구성되고 따라서 도 1a의 평면에서 각으로 분산되지만, 빔(R42B와 R42C)에 대한 하나의 광 주파수 성분만의 경로가 도 1a에 도시된다. 도시된 경로들은 전형적인 것이다. 빔(R42B와 R42C)에 대한 하나의 광 주파수 성분만의 실례는 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고 도 1a 및 이에 수반되는 도면들에 적절하지 않는 복소성을 도입하지 않는 상태로, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)에 대한 섹션(84)의 주요 특성의 표시를 허용한다.The collision of the spatially filtered reflected reference beam R42A with the reflective detector element 130a is shown in FIG. 1A. A portion of the spatially filtered reflected reference beam R42A is diffracted by the scatter detector element 130a in the plane of FIG. 1A into a reflected reference beam R42B. And the reflection reference beam R42B collides with the second dispersion detector element 130b. A portion of the reflective reference beam R42B is waved by the second dispersion detector element 130b in the plane of FIG. 1A and is diffracted into a spatially filtered reflected reference beam R42C. The paths of only one optical frequency component to the beams R42B and R42C are shown in Fig. 1A, although the beams R42B and R42C are composed of the spectrum of the optical frequency components and thus are scattered in the plane of Fig. The depicted paths are typical. An example of only one optical frequency component for the beams R42B and R42C can be filtered by wavenumbers without introducing complexity that is not appropriate for Figure 1a and the accompanying Figures without departing from the spirit or scope of the present invention. And allows the display of the main characteristics of the section 84 to the spatially filtered reflection reference beam R42C.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)은 도 1k에 도시된 서브시스템(84)으로 진입한다. 도 1k의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 도 1k에서, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)은 렌즈(66)을 통과하여 광 빔(R42D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)으로 나온다. 도 1k에서 하나의 광 주파수 성분만을 가지고 설명된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)은 렌즈(66)에 의해 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)로 초점이 맞추어진다. 따라서, 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)의 위치와, 이미지 평면(47)에 위치된 검출기 핀홀의 선형 어레이 상의 이미지 포인트(48)의 위치는 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 광 주파수에 달려 있다. 검출기 핀홀의 선형 어레이를 통과하는 광 빔의 일부분은 멀티픽셀 검출기(114)에 의해 검출된다.The wavenumber filtered, spatially filtered reflected reference beam R42C enters the subsystem 84 shown in Figure 1K. The plane of Figure 1k is perpendicular to the plane of Figure 1a. 1K, the wave-filtered and spatially filtered reflected reference beam R42C passes through lens 66 and is filtered with a wave number comprised of light beams R42D-1, -2, -3, -4, Filtered reference beam R42D. 1K, the spatially filtered reflected reference beam R42D is focused by the lens 66 onto the image point 48 of the image plane 47 . The position of the image point 48 of the image plane 47 and the position of the image point 48 on the linear array of detector pinholes located in the image plane 47 are filtered with a wavenumber, It depends on the optical frequency of the beam R42D. A portion of the light beam passing through the linear array of detector pinholes is detected by the multi-pixel detector 114.

도 1l에서, 광 빔(P22)(도 1d 참조)의 일부분은 아웃-오브-포커스 이미지 평면(57)의 "아웃-오브-포커스" 이미지 포인트(58)에서 대상재료에 의해 광 빔(B52-1,-2,-3,-4)으로 구성된 배경 빔(B52)으로 반사 및/또는 산란된다. 도 1l의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 배경 빔(B52)은 아웃-오브-포커스 이미지 포인트(58)로부터 분기되어 렌즈(46)로 진입한다. 도 1l에 도시된 바와 같이, 배경 빔(B52)는 렌즈(46)로부터 광 빔(B52A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 실질적으로 평행화 된 배경 빔(B52A)으로 나온다. 광 빔(B52A-1,-2,-3,-4)은 이상기(24-4, 24-3, 24-2, 및 24-1)를 각각 통과하고, 광 빔(B52B-1,-2,-3,-4)으로 각각 나온다. 광빔(B52B-1,-2,-3,-4)은 배경 빔(B52B)을 포함한다. 이상기(24-1과 24-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(24-2 또는 24-4) 중 어느 하나에 의해 도입된 위상변이 보다 π라디안만큼 큰 동일한 값의 위상변이이고, 이상기(24-2와 24-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값의 위상변이이다.A portion of the light beam P22 (see FIG. 1D) is reflected by the object material at the "out-of-focus" image point 58 of the out-of- 1, -2, -3, -4). The plane of FIG. 11 is perpendicular to the plane of FIG. 1A. The background beam B52 branches off from the out-of-focus image point 58 and enters the lens 46. As shown in FIG. 11, the background beam B52 emerges from the lens 46 as a substantially parallelized background beam B52A consisting of the light beams B52A-1, -2, -3, -4. The light beams B52A-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 24-4, 24-3, 24-2 and 24-1, respectively, and the light beams B52B-1 and -2 , -3, -4), respectively. The light beams B52B-1, -2, -3, -4 include the background beam B52B. The phase shift introduced by the phase shifters 24-1 and 24-3 is a phase shift of the same value that is larger than the phase shift introduced by any one of the phase shifters 24-2 and 24-4 by < RTI ID = 0.0 > 24-2 and 24-4) are phase shifts of the same value.

도 1a에 도시된 바와 같이, 배경 빔(B52B)은 빔 스플리터(100)에 의해 광 빔(B52C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 배경 빔(B52C)으로 부분적으로 반사된다. 배경 빔(B52C)은 도 1m에 도시된 서브시스템(81a)으로 진입하여 렌즈(26a)를 통과하여 배경 빔(B52D)으로 나온다. 배경 빔(B52D)은 광원(B52D-1,-2,-3,-4)으로 구성된다. 도 1m의 평면은 도 1a의 평면에 수직이다. 배경 빔(B52D)은 렌즈(26a)에 의해 이미지 평면(17a)으로부터 대치된 아웃-오브-포커스 이미지 평면(67)의 이미지 포인트(68)로 초점이 맞추어진다.As shown in Fig. 1A, the background beam B52B is partially reflected by the beam splitter 100 into the background beam B52C composed of the light beams B52C-1, -2, -3, -4. The background beam B52C enters the subsystem 81a shown in FIG. 1M and passes through the lens 26a to the background beam B52D. The background beam B52D is composed of the light sources B52D-1, -2, -3, -4. The plane of Figure 1m is perpendicular to the plane of Figure 1a. The background beam B52D is focused on the image point 68 of the out-of-focus image plane 67 displaced from the image plane 17a by the lens 26a.

배경 빔(B52D)이 이미지 평면(17a)에서 초점이 벗어나 있고, 따라서 배경 빔(B52D)의 각 주파수 성분에 대한 초점이 벗어난 배경 빔(B52D)의 작은 일부분만이 핀홀(18a)에 의해 전송된다. 초점이 벗어난 배경 빔(B52D)의 작은 일부분은 핀홀(18a)에 의해 공간적으로 필터링된 광 빔(B62-1,-2,-3,-4)으로 구성된 배경 빔(B62)으로 전송된다. 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62)의 일부분은 렌즈(36a)에 부딪치고 실질적으로 광 빔(B62A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행화 된 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62A)으로 빠져나간다. 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62A)은 공간적으로 필터링 된 배경 빔(B62A)으로 서브시스템(81a)을 빠져나간다.The background beam B52D is out of focus in the image plane 17a and therefore only a small portion of the out-of-focus background beam B52D for each frequency component of the background beam B52D is transmitted by the pinhole 18a . A small portion of the out-of-focus background beam B52D is transmitted to the background beam B62 consisting of the light beams B62-1, -2, -3, -4 spatially filtered by the pinhole 18a. A portion of the spatially filtered background beam B62 is incident on a collimated spatially filtered background beam B62A-1, B62A-1, -2, -3, -4 that substantially hits the lens 36a and is composed of light beams B62A- ). The spatially filtered background beam B62A exits the subsystem 81a with the spatially filtered background beam B62A.

공간적으로 필터링 된 배경 빔(B62A)이 분산 검출기 소자(130a)에 부딪치는 것이 도 1a에 도시된다. 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62A)의 일부분은 도 1a의 평면에서 제 1 확산 검출기 소자(130a)에 의해 배경 빔(B62B)으로 회절된다. 배경빔(B62B)은 제 2 확산 검출기 소자(130b)에 부딪친다. 배경 빔(B62B)의 일부분은 도 1a의 평면에서 제 2 분산 검출기 소자(130b)에 의해 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62C)으로 회절된다. 빔(B62B 및 B62C)은 광 주파수 성분의 스펙트럼으로 구성되고 따라서 도 1a의 평면에서 각으로 분산되고, 빔(B62B 및 B62C)에 대한 하나의 광 주파수 성분만의 경로가 도 1a에 도시된다. 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62C)은 도 1n에 도시된 서브시스템(84)으로 진입한다. 도 1n에서, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62C)은 렌즈(66)를 통과하여 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)으로 나간다. 도 1n에서 하나의 광 주파수 성분만을 가지고 설명된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)은 렌즈(66)에 의해 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)로 초점이 맞추어진다. 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)의 위치는 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 광 주파수에 달려 있다. 검출기 핀홀의 선형 어레이를 통과한 광 빔의 일부분이 멀티픽셀 검출기(114)에 의해 검출된다.It is shown in FIG. 1A that the spatially filtered background beam B62A strikes the dispersion detector element 130a. A portion of the spatially filtered background beam B62A is diffracted by the first diffusing detector element 130a into the background beam B62B in the plane of FIG. 1A. The background beam B62B strikes the second diffusion detector element 130b. A portion of the background beam B62B is waved by the second dispersion detector element 130b in the plane of Figure 1A and diffracted by the spatially filtered background beam B62C. Beams B62B and B62C are comprised of a spectrum of optical frequency components and thus are angularly dispersed in the plane of FIG. 1A, and the path of only one optical frequency component to beams B62B and B62C is shown in FIG. 1A. The spatially filtered background filtered beam B62C enters the subsystem 84 shown in FIG. 1n. In Fig. 1n, the wavenumber filtered, spatially filtered background beam B62C passes through the lens 66 and is filtered in a wave number, leaving the spatially filtered background beam B62D. The spatially filtered background beam B62D is focused on the image point 48 of the image plane 47 by the lens 66. The spatial frequency of the filtered background beam B62D, The position of the image point 48 of the image plane 47 is filtered by the wave number and depends on the optical frequency of the spatially filtered background beam B62D. A portion of the light beam that has passed through the linear array of detector pinholes is detected by the multi-pixel detector 114.

도 1a-1n에서 설명된 본 발명 장치의 동작은 검출기(114)의 각 필셀에 의한 연속적인 4개의 강도측정의 획득을 기초로 한다. 연속적인 4개의 강도값(I1,I2,I3, 및 I4)의 선형 어레이는 연속적인 위상변이(양방향으로 이상기(44)를 통과하는 것으로 생성된 이상변환을 포함하는 기준 빔의 총 위상변이)(χ0, χ0+π, χ0+π/2, 및 χ0+3π/2 라디안)를 각각 도입하는 이상기(44)를 갖는 검출기(114)에 의해 얻어지고, 여기에서 χ0는 위상변이의 일부 고정값이다. (물론, 이상기(34 및 34)의 함수는 컴퓨터(118)에 의해 제어되는 단일 이상기로 조합될 수 있다.) 4개의 강도값(I1,I2,I3, 및 I4)의 선형 어레이는 수반하는 프로세싱을 위해 신호(131)로서 디지털 또는 아날로그 포맷 중 어느 하나로 컴퓨터(118)로 보내진다. 종래의 변환회로, 예를 들어, 아날로그/디지털 변환기가 4개의 강도값(I1,I2,I3, 및 I4)의 선형 어레이를 디지털 포맷으로 변환시키기 위해 검출기(114) 또는 컴퓨터(118) 중 어느 하나에 포함된다. 이상기(44)의 위상변환은 시퀀스가 방정식(12a 및 12b)를 생성하도록 전술되거나 또는 후속적으로 동일한 시퀀스가 방정식(36)으로 전술되는 것에 따라서 컴퓨터(118)에 의해 생성된 후 전송된 신호(132)로 제어된다. 이상기(44)는 전자광 타입 또는 광 파장에 대해 광대역 동작에서의 사용을 위해 여기에서 후속적으로 설명된 타입의 이상기가 될 수 있다. 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)는 그 후 컴퓨터(118)에서 계산되고 이들 차는 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 대표적인 대응 광 주파수 성분에 대해 실질적으로 상대적 높은 효율을 갖는 간섭 크로스 항을 포함한다.The operation of the inventive device described in FIGS. 1A-1N is based on the acquisition of four consecutive intensity measurements by each of the pillars of the detector 114. FIG. A linear array of four consecutive intensity values (I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 ) represents a continuous phase shift (a total of a reference beam including an ideal transformation produced by passing through the phase shifter 44 in both directions) Is obtained by a detector 114 having a phase shifter 44 that introduces a phase shift (x 0 , x 0 + pi, x 0 + pi / 2, and x 0 + 3 pi / 2 radians) 0 is a fixed value of the phase shift. (Of course, the functions of phase shifters 34 and 34 may be combined into a single phase shifter controlled by computer 118.) A linear array of four intensity values I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 Is sent as a signal 131 to the computer 118 either in digital or analog format for subsequent processing. A conventional conversion circuit, for example, an analog-to-digital converter, may be used to convert a linear array of four intensity values (I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 ) ). ≪ / RTI > Phase shifting of phase shifter 44 may be performed by computer 118 after the sequence has been described above to produce equations 12a and 12b or subsequently generated by computer 118 according to the same sequence described above in equation 36 132, respectively. The phase shifter 44 may be a phase shifter of the type subsequently described herein for use in wideband operation with respect to the electrooptic type or optical wavelength. The intensity differences I 1 -I 2 and I 3 -I 4 are then computed at the computer 118 and these differences are filtered into a wavenumber, spatially filtered scattered probe beam P42D, And an interference cross term having a substantially higher efficiency for a representative corresponding optical frequency component between the complex amplitudes of the spatially filtered reflected reference beam R42D.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)(도 1j 참조)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)(도 1k 참조)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 격리를 위한 상대적으로 높은 효율은 2개의 시스템 특성의 결과이다. 제 1 시스템 특성은 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭의 복소 스케일 팩터이내의 공간적 분포는 실질적으로 이상기(44)에 의해 도입된 임의의 위상변환에 대해 동일하다. 제 2 시스템 특성은 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항은, 이상기(44)에 의해 도입된 위상변이가 π,3π,...라디안에 의해 증가되거나 또는 감소될 때, 신호를 변화시킨다. 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항이, 이상기(44)에 의해 도입된 위상변이가 π,3π,...라디안에 의해 증가되거나 또는 감소될 때, 신호를 변화시키기 때문에, 이 간섭 크로스 항은 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)에서 상쇄되지 않는다. 그러나, 모든 비간섭 크로스 항, 예를 들어, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D), 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)(도 1n 참조), 및 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 강도는 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)로 상쇄되지 않는다. 바람직한 시스템 특성은 공초점 간섭 마이크로스코프를 공통으로 갖는 특징이고, 이하 "공초점 간섭계 시스템 특성"으로 언급된다.The complex amplitude of the spatially filtered and spatially filtered scattering probe beam P42D (see FIG. 1J) and the complex amplitude of the spatially filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D (see FIG. 1K) The relatively high efficiency for isolation of interference cross-terminations is the result of two system characteristics. The first system property is defined as the complexity of the complex amplitude of the complex amplitude of the spatially filtered scattered probe beam P42D filtered by the wave number in the image plane 47 and the wave number filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D The spatial distribution is substantially the same for any phase transformation introduced by phase shifter 44. [ The second system characteristic is the difference between the complex amplitude of the scattered probe beam P42D filtered by the wave number in the image plane 47 and the spatially filtered scattered probe beam P42D and the complex amplitude of the wave filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D The interference cross term changes the signal when the phase shift introduced by the phase shifter 44 is increased or decreased by?, 3 ?, ... radians. An interference cross term between the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered scattering probe beam P42D in the image plane 47 and the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D, when the phase shift introduced by 44 to be increased or decreased by the radians π, 3π, ..., due to the change signal, wherein the interference is a cross intensity difference (I 1 -I 2, and I 3 -I 4 ). However, all non-interference cross terms such as, for example, a wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam P42D, a wavenumber filtered and spatially filtered background beam B62D (see FIG. 1n) And the intensity of the spatially filtered reflected reference beam R42D is not canceled by the intensity differences I 1 -I 2 , and I 3 -I 4 . A preferred system property is a feature that has a confocal interference microscope in common and is referred to below as " confocal interferometer system property ".

이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)(도 1n 참조)에 대하여, 공초점 간섭계 시스템 특성의 결과로서, 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)는 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 배경 빔(B62D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항만을 포함하게 된다. 그러나, 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 크기는 종래의 기술인 픽셀 비교에 의한 필셀상의 공초점 간섭 마이크로스코프에서의 대응 간섭 크로스 항에 비교하여 대폭적으로 감소된다.I 1 - I 2 , and I 3 - I 2 , as a result of the confocal interferometer system property, for the wave front filtered by the image plane 47 and spatially filtered background beam B 62 D I 4 includes the interference cross-port between the complex amplitude of the spatially filtered scattered background beam B 62 D and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R 42 D filtered by the complex amplitude and frequency of the spatially filtered scattered background beam B 62 D. However, the magnitude of the interference cross-term between the complex amplitude of the filtered and spatially filtered background beam B62D in the image plane 47 and the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D Is significantly reduced as compared to the corresponding interference cross term in the confocal interference microscope on the Pelsel by the pixel comparison of the prior art.

파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D) 양쪽 모두 동시에 존재하는 보통의 경우에 대하여, 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)에서, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 두개의 간섭 크로스 항이 존재한다. 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항이 공초점 간섭계 시스템 특성의 결과로서의 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)에서 상쇄하지 않는 것을 주의해야 한다.The intensity difference (I 1 -I 2 , I 2 -I 2 , I 2 -I 2 , I 3 -I 2 , And I 3 -I 4 , the interference amplitude between the complex amplitude of the wave-wise filtered and spatially filtered scattering probe beam P42D and the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D, There are two interference cross terms of the interference cross term between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered background beam B62D and the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D. Interferences between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered background beam B62D and the complex amplitude of the spatially filtered scattered probe beam P42D filtered by the wavenumber interference intensity difference as a result of the confocal interferometer system property (I 1 -I 2 , and I 3 -I 4 ).

이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭의 사이의 간섭크로스 항은 아웃-오브-포커스 이미지로부터 배경의 대표적인 것이다. 종래 기술의 간섭 공초점 마이크로스코피 시스템에 비교한 본 발명 장치가, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 크기는 일반적으로 이미지 평면(47)에서 크기에서 감소되는 것에 반하여, 종래 기술은 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 크기에서 실질적으로 감소가 없다. 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 감소는 이미지 평면이 증가되는 거리에 따라 빔의 진폭이 감소하는 사실에 부분적으로 따라간다. 이 특성은 종래 기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 감소된 배경의 기초이다. 그러나, 본 발명 장치에서, 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 크기에서의 감소는 종래 기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 달성되는 것과 비교하여 강화된다.The interference crossing between the complex amplitude of the wavefront filtered and spatially filtered background beam B62D in the image plane 47 and the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D, -Ob -Focus is representative of the background from the image. The inventive apparatus compared to the prior art interference confocal microscopy system is characterized in that the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered background beam B62D and the complex amplitude of the wavefront filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D While the size of the interference cross term between complex amplitudes is generally reduced in magnitude in the image plane 47, the prior art has shown that the complexity of the spatially filtered scattered probe beam P42D, filtered in the image plane 47, There is substantially no reduction in magnitude and in the magnitude of the interference cross term between the complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflection reference beam R42D. The reduction of the interference cross-term between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered background beam B62D in the image plane 47 and the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered reflection reference beam R42D results in an image Partially follows the fact that the amplitude of the beam decreases with increasing distance of the plane. This characteristic is the basis of the reduced background in prior art confocal interference microscopes. However, in the inventive apparatus, the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D, filtered by the wave number in the image plane 47, and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D, The reduction in the magnitude of the interference cross-term between amplitudes is enhanced compared to that achieved in prior art confocal interference microscopes.

이전 단락에서 언급된 강화된 감소는 이상기(14, 24, 및 34)의 존재로 실현된다. 이상기(14, 24, 및 34)는 이미지 평면(47)에서의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D), 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 간섭 빔(R42D), 및 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소진폭의 공간적인 특성을 변경한다. 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)과 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭의 공간적인 특성이 이상기(14, 24, 및 34)에 의해 변경되지만, 이미지 평면(47)에서의 대표적인 복소진폭의 변경된 공간적 분포는 실질적으로 동일하다.The enhanced reduction mentioned in the previous paragraph is realized in the presence of phase shifters 14, 24, and 34. The phase shifters 14,24 and 34 are arranged in a frequency domain that is filtered by the wave number in the image plane 47 and includes a spatially filtered scattered probe beam P42D, a wave filtered, spatially filtered reflected interference beam R42D, Changes the spatial characteristics of the complex amplitude of the spatially filtered and spatially filtered background beam B62D. The spatial characteristics of the complex amplitude of the spatially filtered scattered probe beam P42D and the spatially filtered reflected reference beam R42D filtered by the waveguides 14, 24 and 34 The modified spatial distribution of the representative complex amplitudes in the image plane 47 is substantially the same.

이 특성은 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항에 대한 강도차(I1-I2, 및 I3-I4)의 민감도의 검토에 관하여 더 일찍 고려되었다.This characteristic is defined as the intensity difference I (I) between the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered scattering probe beam P42D and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D, 1- I 2 , and I 3 -I 4 ).

그러나, 이미지 평면(47)에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭, 및 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 각각의 변경된 공간 분포는 명확하게 상이하다. 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)은 이미지 평면(47)내에서, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 중심에 대하여 비대칭함수이다. 이와 대조적으로, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭과 결과적으로 간섭하는 파수로 필터링되고, 공간적으로필터링된 배경빔(B62D)은 도 1m에 도시된 바와 같이, 이미지 평면(47)내에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 이미지의 공간을 가로질러 단지 작은 상대적인 변화만을 일반적으로 디스플레이하는 광빔(B52D-1,-2,-3, 또는 B52D-4)중의 하나와 주로 연결된 복소진폭이다. 따라서, 이미지 평면(47)내에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 공간 분포는 이미지 평면(47)내에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 중심에 대하여 비대칭 분포로 주로 구성된다.However, the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D, which is filtered in the image plane 47 and filtered by the wave number, and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D, The distribution is clearly different. The spatially filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D is an asymmetric function within the image plane 47, with respect to the center of the filtered reference spatially filtered reflected reference beam R42D. In contrast, the spatially filtered background beam B62D, which is filtered with a wavenumber, is filtered with the resulting wave number interfering with the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D, (B52D-1, -2, - < / RTI > < RTI ID = 0.0 > - B52D-1) < / RTI > that typically filters only a small relative change across the space of the image of the spatially filtered reflected reference beam R42D, 3, or B52D-4). Thus, interference between the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D filtered in the image plane 47 and the complex amplitude of the spatially filtered spectrally filtered reflected reference beam R42D The spatial distribution of the cross terms is mainly filtered into the image plane 47 and asymmetrically distributed with respect to the center of the spatially filtered reflected reference beam R42D.

검출기(114)의 단일 픽셀에 의해 기록된 강도값에 대해, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 분포는 이미지 평면(47)내에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)에 의해서 형성된 이미지의 공간을 따른 간섭 크로스 항의 적분이다. 비대칭 함수축에 대하여 센터링된 공간간격에 걸쳐서 비대칭 함수를 적분하면 동등하게 0이 된다. 따라서, 검출기(114)의 단일 픽셀에 의해 기록된 강도값에 대해, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 순 분포는 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어진 것 이상으로 현저하게 감소된다.For the intensity value recorded by a single pixel of the detector 114, the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D, filtered by the wave number, filtered by the wave number, and filtered spatially filtered reflected reference beam R42D ) Is the integral of the interference cross term along the space of the image formed by the spatially filtered reflected reference beam R42D, filtered in wave number in the image plane 47. The interference cross term < RTI ID = 0.0 > Integrating the asymmetric function over the centered space interval with respect to the asymmetric contraction makes equally zero. Thus, for intensity values recorded by a single pixel of the detector 114, the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D filtered with a wavenumber, the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D, The net distribution of the interference cross term between the complex amplitudes of the reference signal R42D is significantly reduced above that obtained with the prior art confocal interference microscope.

검출기(114)의 단일 픽셀에 의해 기록된 강도값에 대해, 이미지 평면(47)에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 감소는 통계적인 에러 뿐만 아니라 계통 에러를 감소하게 한다. 이미지 평면(47)에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 감소는 종래기술과 비교된 검출기(114)의 각 픽셀에서 생성된 광전자의 감소된 수를 야기하기 때문에, 통계적 에러가 감소하게 된다. 적분된 전하의 통계적 불확정성 및 이에 따른 출력신호가 검출기의 각 픽셀에서 생성된 광전하의 적분된 수의 평방근에 관련되기 때문에, 출력신호에서의 통계적 에러는 도 1a-1n에 있는 장치에 대해서는 상당히 감소하게 된다.For the intensity values recorded by the single pixel of the detector 114, the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D filtered in the image plane 47, and the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D, The reduction of the interference cross term between the complex amplitudes of the reflected reference beam R42D results in statistical errors as well as reduced systematic errors. The interference amplitude between the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D filtered in the image plane 47 and the complex amplitude of the spatially filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D is reduced The statistical error is reduced since it causes a reduced number of photoelectrons generated at each pixel of the detector 114 compared to the prior art. Since the statistical uncertainty of the integrated charge and the resulting output signal are related to the square root of the integrated number of the photoelectrons generated at each pixel of the detector, the statistical error in the output signal is considerably reduced for the devices in Figs. do.

따라서, 본 발명의 장치로 얻어진 대상재료의 이미징된 라인 섹션의 각 이미지 포인트 당 통계적 에러는 다음과 같은 두개의 이유로 인하여, 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에 대하여 동일한 시간간격에서 얻어진 것보다 상당히 작다. 첫번째 이유는 종래기술의 간섭형 공초점 마이크로스코피에 있어서, 이미징된 라인 섹션은 동일한 시간간격에서, 본 발명의 장치에서 동시에 얻어진 어레이의 강도차이에 대응하는 어레이의 강도차이를 얻기 위해 이미징된 라인 섹션에 있는 복수의 이미지 포인트에 의해 각 이미지 포인트에서 쓰여진 시간을 감소시키는 시간의 간격으로 스캐닝되어야 한다. 이것은 종래 기술의 간섭형 공초점 마이크로스코피에서 얻어진 것과 비교했을 때, 본 발명의 장치에 대한 이미징된 라인 섹션에 있는 복수의 독립적인 이미지 포인트의 평방근에 비례하는 인자에 의해 이미징된 라인 섹션의 이미지의 포인트로 구성된 이미지의 통계적 정확성을 향상시킨다. 두번째 이유에 대한 근거는 이미지 평면(47)에서 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경빔(B62D)의 복소진폭과, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R42D)의 복소진폭 사이의 간섭 크로스 항의 크기가, 앞의 설명의 패러그래프에서 기록한 바와 같이 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코프에 있는 대응 간섭 크로스 항으로 얻어진 것에 관하여 상당히 감소된다는 것이다. 이러한 두가지 이유는 시간의 동일간격에서 얻어진 대상재료의 라인 섹션의 이미지의 통계적 정확성을 고려했을 때, 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭에 의해 도입된 통계적 에러가, 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서의 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭에 의해 도입된 대응 통계적 에러와 관하여 본 발명의 장치에서는 상당히 감소한다는 결론에 대한 근거를 만든다.Thus, the statistical error per image point of the imaged line section of the material of interest obtained with the apparatus of the present invention is significantly smaller than that obtained at the same time interval for the prior art confocal interference microscope for two reasons . The first reason is that in the prior art interferometric confocal microscopes, the imaged line sections are scanned at the same time intervals in the imaging section of the imaging device to obtain the intensity difference of the array corresponding to the intensity difference of the array obtained simultaneously in the inventive device At a time interval that reduces the time spent at each image point by a plurality of image points in the image. This is due to the fact that when compared to that obtained in prior art interferometric confocal microscopes, the image of the line section imaged by the factor proportional to the square root of the plurality of independent image points in the imaged line section for the apparatus of the present invention It improves the statistical accuracy of images composed of points. The rationale for the second reason is the complex amplitude of the spatially filtered background beam B62D filtered in the image plane 47 and the complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D Is significantly reduced with respect to that obtained with the corresponding interfering cross term in the prior art confocal interference microscope as recorded in the paragraph of the previous description. These two reasons are based on the fact that the statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image, when considering the statistical accuracy of the image of the line section of the material of interest obtained at the same interval of time, In the device of the present invention with respect to the corresponding statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image of the present invention.

제 1실시예의 장치에 의해 얻어지는 보상을 초월하는 아웃-오브-포커스 이미지의 효과, 즉 계통 에러에 대한 교정은 컴퓨터 및 컴퓨터 디컨볼루션 및 적분 방정식 역 기술을 사용함으로써 만들어지는데 적분 방정식 역 기술은 연속적으로 설명된 방정식(32a) 및 (32b)에 따른 방정식을 역적분하는 것으로 당업자에게 알려져 있다.The effect of the out-of-focus image, that is, the correction for the systematic error, which is beyond the compensation obtained by the apparatus of the first embodiment, is made by using computer and computer deconvolution and integral equation inverse techniques, Are known to those skilled in the art to reverse the equations according to equations (32a) and (32b) described above.

신호대 잡음비는 소스 광학 주파수 구성요소의 파장의 함수로서 조정되어 예를 들어 파장의 제 1 오더 독립에로의 신호대 잡음비를 발생한다. 일반적으로, 대상재료(112)로 진입하기 전에 프로브 빔(P22D)의 진폭의 대응하는 광학 주파수 구성요소에 정상화된 파장 필터링된 공간적으로 필터링되고 산란 프로브 빔(P42D)의 진폭은 대상재료(112)안으로의 이미지 포인트(28)의 깊이가 증가함에 따라 대상재료(112)안에 있는 프로브 빔(P22D) 및 산란된 프로브 빔(P32)의 전송에 의존하는 파장 및 프로브 렌즈(46)의 수치 틈의 변화로 인한 파장에 따라 변할 것이다. 또한 파장 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 진폭에 대한 파장 필터링되고, 공간적으로 필터링되고 산란된 프로브 빔(P42D)의 진폭의 비는 대상재료(112)안으로의 이미지 포인트(28)의 깊이가 증가함에 따라 보통 감소할 것이다. 신호대 잡음비에서의 변화는 대상재료(112)안으로 진입하기 전에 프로브 빔(P22D)의 진폭의 대응하는 광학 주파수 구성요소에 정상화된 파장 필터링된, 공간적으로 필터링되고 산란된 프로브 빔(P42D)의 진폭에 따라 보통 변할 것이다. 신호대 잡음비의 그런 인자의 효과는 프로브 빔 서브시스템(82)안에 또는/그리고 기준 미러 서브시스템(83)안에, 더 바람직하게는 기준 미러 서브시스템(83)안에 파장 필터를 놓음으로써, 그리고 파장 필터의 전송을 구성하여 상세한 파장 종속은 연속적으로 나타낸 방정식(39)에 따라서 다른 파장을 위한 각각의 검출기 핀홀을 통해서 전송된, 파장 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42D) 및 파장 필터링되고, 공간적으로 필터링되고 반사된 기준 빔(R42D)의 비를 조정하고/또는 촤상화하도록 함으로써 부분적으로 보상된다.The signal-to-noise ratio is adjusted as a function of the wavelength of the source optical frequency component to produce, for example, the signal-to-noise ratio to the first order independence of the wavelength. In general, the amplitude of the wavelength filtered spatially filtered scattered probe beam P42D normalized to the corresponding optical frequency component of the amplitude of the probe beam P22D, before entering the target material 112, As the depth of the image point 28 into the object material 112 increases, the wavelength dependent on the transmission of the probe beam P22D and the scattered probe beam P32 in the object material 112 and the change in the numerical aperture of the probe lens 46 Will vary with the wavelength due to. Also, the ratio of the amplitude of the wavelength filtered, spatially filtered and scattered probe beam P42D to the amplitude of the wavelength filtered and spatially filtered background beam B62D is proportional to the amplitude of the image point 28 into the object material 112 As the depth increases, it will usually decrease. The change in the signal-to-noise ratio is due to the amplitude of the wavelength-filtered, spatially filtered and scattered probe beam P42D normalized to the corresponding optical frequency component of the amplitude of the probe beam P22D before entering into the object material 112 It will usually change accordingly. The effect of such a factor of signal-to-noise ratio can be achieved by placing the wavelength filter in the probe beam subsystem 82 and / or in the reference mirror subsystem 83, more preferably in the reference mirror subsystem 83, The detailed wavelength dependency is plotted for the wavelength filtered, spatially filtered scattering probe beam P42D and wavelength filtered, transmitted through each detector pinhole for different wavelengths according to equation (39) And / or < / RTI > equalized to the ratio of the reflected reference beam R42D.

임의의 광빔(P22C-1,-2,-3,-4)사이에 아무런 순 상대적 위상변이도 없다는 것이 제 실시예의 상세한 설명에서 알려져 있다. 이런 특징은 제 1실시예의 상세한 설명에서 발표된 다음의 목적을 얻는 것을 가능하게 한다: 목적은 각각, 이상기(14,24) 및 이상기(14,34)의 존재에 의해 실질적으로 변화되지 않는 기준 미러(120)위에 있는 이미지 평면(37) 및 대상재료(112)안에 있는 이미지 평면(27)안에 있는 핀홀(8)의 공액 이미지를 발생하고, 대상재료(112)에 있는 이미지 포인트(28) 및 기준 미러(120)위에 있는 이미지 포인터(38)에 공액관계에 있는 이미지 평면(17a,47)안에 있는 이미지안에 실질적인 변화를 생산하는 것이다.It is known in the detailed description of the embodiments that there is no net relative phase shift between any light beam P22C-1, -2, -3, -4. This feature makes it possible to achieve the following objects, which are disclosed in the detailed description of the first embodiment: the object is achieved by means of the reference mirrors 14 and 24, respectively, which are not substantially changed by the presence of the phase shifters 14 and 24 and the phase shifters 14 and 34, Generates a conjugate image of the pinhole 8 in the image plane 27 on the object material 112 and the image plane 28 on the object material 112, To produce a substantial change in the image in the image plane 17a, 47 in the conjugate relationship to the image pointer 38 above the mirror 120. [

또한 이상기(14,24,34)사이에 있는 상호 관계로의 인사이트는 이상기(14)가 제 1실시예에서 제거된다면 어떤 결과가 생길지를 고려함으로써 얻어진다. 이런 경우에, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)은 이미지 평면(47)안에 있는 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)에서의 실질적인 변화없이 이미지 평면(47)안에서 비대칭 함수에서 대칭 함수로 변한다. 이렇게, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 복소 진폭 및 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R32D)사이의 간섭 크로스 항의 공간 분산은 이미지 평면(47)에 있는 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 중앙에 대한 대칭 분산으로 주로 구성된다. 그러나, 대칭의 함수의 축에 대해 집중된 공간 인터발위의 대칭 함수의 적분은 보통 제로가 아니고 종래 기술 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어진 것위에 이미지 포인트(48)에서 검출기(114)의 주어진 화소에 의해 기록된 강도치에 실질적으로 아무 감소도 없다.Also, the insight into the interrelationship between the phase shifters 14, 24, 34 is obtained by considering what will happen if the phase shifter 14 is removed in the first embodiment. In this case, the wavenumber filtered, spatially filtered reflection reference beam R42D is filtered with a wavenum in the image plane 47 and is filtered by the image plane 47 (FIG. 47) without substantial change in the spatially filtered background beam B62D. ) Asymmetric function to a symmetric function. Thus, the spatial variance of the interference cross-term between the spatially filtered reflected reference beam R32D and the complex amplitude and frequency of the spatially filtered background beam B62D is filtered by the And is mainly composed of a symmetric dispersion about the center of the spatially filtered reflection reference beam R42D. However, the integration of the symmetric function on the spatial interspace concentrated on the axis of the symmetric function is usually not zero, but is recorded by the given pixel of the detector 114 at the image point 48 to that obtained in the prior art confocal interference microscope There is practically no decrease in the strength value.

전술이 대상재료(112)의 특정부에서 특정 이미지 포인트(28)를 언급함에도 불구하고, 컴퓨터(118)는 트랜스래이터(116)에 제어 신호(133)를 인가하여 이미지 포인트(28)에서 대상재료(112)의 타부를 위치시켜 시스템이 대상재료(112)의 요구되는 라인부, 평면부 또는 볼륨 섹션을 "스캔"하도록 한다. 대상재료의 요구되는 라인부, 평면부, 또는 볼륨 섹션은 대상재료의 하나 또는 그이상의 표면을 절단하거나 포함한다.The computer 118 applies a control signal 133 to the translators 116 to determine the position of the target object 112 at the image point 28, To allow the system to " scan " the desired line, planar, or volume section of the target material 112 by positioning the tip of the material 112. The required line, plane, or volume section of the material of interest may cut or include one or more surfaces of the material of interest.

본 발명의 제 1바람직한 실시예에서 레벨 1 변별은 직교 평면에 있는 본 발명의 장치의 이미징 서브시스템의 펄스 응답 함수를 분산 검출기 요소(130a,130b)에 의해 정의되는 평면에 조정함으로써 얻어진다. 또한 레벨 1 타입 변별은 제 1 바람직한 실시예의 변형에서 얻어지는데 여기서 변형의 장치 및 전자 처리수단은 각각의 광학 축에 대한 π/2라디안 만큼 회전한 이상기(14,24, 34)와 제 1 바람직한 실시예에 대해 실질적으로 동일하다. 제 1바람직한 실시예의 변형에서 아웃-오브-포커스 이미지의 시스템 효과의 감소는 제 1바람직한 실시예의 것과 동일하다. 또한 제 1바람직한 실시예의 변형에서 아웃-오브-포커스 이미지로 인한 안정 효과는 종래 기술 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것보다 아래로 감소하지만 제 1바람직한 실시예의 장치에서 얻어지는 것과 같이 보통 효과적이지는 않다.In a first preferred embodiment of the present invention, level 1 discrimination is obtained by adjusting the pulse response function of the imaging subsystem of the inventive device in the orthogonal plane to a plane defined by the dispersion detector elements 130a, 130b. Further, the level 1 type discrimination is obtained in a variant of the first preferred embodiment, in which the apparatus of modification and the electronic processing means comprise a phase shifter 14, 24, 34 rotated by? / 2 radian for each optical axis, Is substantially the same as the example. In a variation of the first preferred embodiment, the reduction of the system effect of the out-of-focus image is the same as that of the first preferred embodiment. Also, in a modification of the first preferred embodiment, the stabilizing effect due to the out-of-focus image is reduced below that obtained in the prior art confocal interference microscope, but is usually not as effective as obtained in the apparatus of the first preferred embodiment.

이제 도 2a-2f에 관하여, 도 2a는 실시예의 제 1그룹으로부터 본 발명의 제 2실시예 및 소스 서브시스템(80a), 서브시스템(81b) 및 검출기 서브시스템(84a)이 근사 슬릿 공초점 마이크로스코피를 위해 바람직하게 구성된 본 발명의 제 2 실시예의 변형을 구조 형태에서 서술한다. 동일 요소가 앞서에서 도 1a-1n에 관하여 설명했기 때문에 동일한 부재 번호가 도 2a-2f에서 사용된다. 도 2b에서 도시된 서브시스템(80a)에서의 변형은 소스(10a)의 영역안에 존재하는데 이것은 이제 바람직하게 광대역, 공간 인코히어런트 라인 소스로, 더 바람직하게는 램프 필라멘트 또는레이저 다이오드 어레이로 구성되고, 제 1실시예의 핀홀(8)의 영역에서도 존재하는데 이것은 이제 바람직하게 렌즈(6)에 의해 형성된 라인 소스(10a)의 이미지와 정렬된 소스 핀홀(8a)의 선형 어레이로 구성된다. 도 2c, 2d에 도시된 서브시스템(81b)에서의 변형은 서브시스템(81b)에서 공간 필터 핀홀(18b)의 선형 어레이와 함께 제 1 실시예의 서브시스템(81a)에 있는 교환 핀홀(18a)로 구성된다. 도 2e, 2f에 도시된 서브시스템(84a)에서의 변형은 검출기(114a)의 영역안에 존재하는데 이 영역안에서 제 1실시예의 이미지 평면(47)에 있는 핀홀의 선형 어레이는 이제 바람직하게 검출기 핀홀의 2차원 어레이이고 화소의 선형 어레이를 갖는 제 1실시예의 검출기(114)는 이제 바람직하게 화소의 2차원 어레이로 구성된 검출기(114a)이다.2A-2F, FIG. 2A illustrates a second embodiment of the present invention and a second embodiment of the source subsystem 80a, subsystem 81b, and detector subsystem 84a from a first group of embodiments, A modification of the second embodiment of the present invention, which is preferably configured for scoping, is described in structural form. Since the same elements have been described above with respect to Figures 1a-1n, the same reference numerals are used in Figures 2a-2f. The deformation in subsystem 80a shown in Fig. 2b is in the region of source 10a, which is now preferably configured as a broadband, spatial incoherent line source, more preferably a lamp filament or laser diode array , Also in the region of the pinhole 8 of the first embodiment, which now consists of a linear array of source pinholes 8a aligned with the image of the line source 10a formed by the lens 6, preferably now. The modification in the subsystem 81b shown in Figures 2c and 2d can be combined with the linear array of spatial filter pinholes 18b in the subsystem 81b to the exchange pinhole 18a in the subsystem 81a of the first embodiment . The deformation in the subsystem 84a shown in Figures 2e and 2f is in the region of the detector 114a in which a linear array of pinholes in the image plane 47 of the first embodiment is now preferably The detector 114 of the first embodiment, which is a two-dimensional array and has a linear array of pixels, is now preferably a detector 114a comprised of a two-dimensional array of pixels.

도 2b에서, 소스 핀홀(8a) 및 소스(10a)의 선형 어레이는 도 2b의 평면에 수직으로 정렬되고, 도 2b의 평면은 도 2a의 평면에 수직이다. 도 2c 및 도 2d에서, 공간 필터 핀홀(18b)의 선형 어레이는 도 2c 및 도 2d의 평면에 수직으로 정렬되고, 도 2c 및 도 2d는 도 2a의 평면에 수직이다. 도 2e 및 도 2f에서, 검출기 핀홀의 2차원 어레이 및 검출기 화소의 2차원 어레이는 도 2e 및 2f의 평면에 수직으로 정렬된다.In Fig. 2b, the linear array of source pinhole 8a and source 10a is aligned perpendicular to the plane of Fig. 2b, and the plane of Fig. 2b is perpendicular to the plane of Fig. 2a. In Figures 2c and 2d, the linear array of spatial filter pinholes 18b are aligned perpendicular to the planes of Figures 2c and 2d, and Figures 2c and 2d are perpendicular to the plane of Figure 2a. In Figures 2e and 2f, the two-dimensional array of detector pinholes and the two-dimensional array of detector pixels are aligned perpendicular to the plane of Figures 2e and 2f.

도 2a-2f에 설명된 제 2실시예의 잔여부는 도 1a-1n의 설명의 제 1바람직한 실시예의 대응하는 태양을 위해 설명된 것과 동일한 것이 바람직하다.The remainder of the second embodiment illustrated in Figs. 2A-2F is preferably the same as that described for the corresponding aspect of the first preferred embodiment of the description of Figs. 1A-1N.

본 발명의 제 2바람직한 실시예에서의 레벨 1 변별은 직교 평면에서 본 발명의 장치의 이미징 서브시스템의 펄스 응답 함수를 분산 검출기 요소(130a, 130b)에의해 정의된 평면에 조정함으로써 얻어진다. 또한 레벨 1 타입 변별은 제 2바람직한 실시예의 제 1변형에서 얻어지는데 여기서 제 2 바람직한 실시예의 제 1변형의 전자 처리 수단의 장치는 제 2바람직한 실시예에 관하여 각각의 광학 축에 대하여 π/2라디안만큼 회전하는 이상기(14,24,34)와 실질적으로 동일하다. 제 2바람직한 실시예의 제 1변형에서의 아웃-오브-포커스 이미지의 계통적 효과의 감소는 제 2바람직한 실시예에서의 것과 동일하다. 또한 제 2바람직한 실시예의 제 1변형에서의 아웃-오브-포커스 이미지로 인한 안정 효과는 종래 기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것보다 아래로 감소하지만 보통 제 2바람직한 실시예의 장치에서 얻어지는 것만큼 효과적이지 않다.Level 1 discrimination in the second preferred embodiment of the present invention is obtained by adjusting the pulse response function of the imaging subsystem of the inventive device in an orthogonal plane to a plane defined by the dispersion detector elements 130a, 130b. Further, the level 1 type discrimination is obtained in the first modified example of the second preferred embodiment, wherein the apparatus of the first modified example of the second preferred embodiment is characterized in that for the second preferred embodiment, (14, 24, 34) which rotate by a predetermined distance. The reduction of the systematic effect of the out-of-focus image in the first variant of the second preferred embodiment is the same as in the second preferred embodiment. Also, the stabilizing effect due to the out-of-focus image in the first variant of the second preferred embodiment is reduced below that obtained with the prior art confocal interference microscope, but is usually as effective as that obtained with the apparatus of the second preferred embodiment It is not.

제 2바람직한 실시예의 제 2변형이 설명되는데 여기서 제 2변형의 장치 및 전자 처리 수단은 소스 슬릿 및 공간 필터 슬릿에 의해 교체되는 제 2바람직한 실시예의 공간 필터 핀홀(18a)및 소스 핀홀(8a)의 선형 어레이를 제외한 제 2바람직한 실시예에 관하여 실질적으로 동일하다. 제 2바람직한 실시예의 제 2변형을 위한 아웃-오브-포커스 이미지의 계통적 효과의 감소는 본 발명의 제 2바람직한 실시예에서 얻어지는 것과 동일하다. 또한 제 2바람직한 실시예의 제 2변형에서 아웃-오브-포커스 이미지로 인한 안정 효과는 종래 기술 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것보다 더 감소되지만 보통 제 2바람직한 실시예의 장치에서 얻어지는 것만큼 효과적이지 않다.A second variant of the second preferred embodiment is described in which the apparatus of the second variant and the electron processing means comprise a spatial filter pinhole 18a and source pinhole 8a of the second preferred embodiment replaced by a source slit and a spatial filter slit Is substantially the same with respect to the second preferred embodiment except for the linear array. The reduction of the systematic effect of the out-of-focus image for the second variant of the second preferred embodiment is the same as that obtained in the second preferred embodiment of the present invention. In addition, in the second variant of the second preferred embodiment, the stabilizing effect due to the out-of-focus image is further reduced than that obtained in the prior art confocal interference microscope, but is usually not as effective as that obtained in the apparatus of the second preferred embodiment.

각각의 슬릿대신에 제 2바람직한 실시예 및 제 2바람직한 실시예의 제 1변형에서와 같은 공간 핀홀의 선형 어레이 및 소스 핀홀의 선형 어레이의 사용은 대상재료의 제한된 스캔이 대상재료의 선택의 2차원 표시를 발생할 필요를 발생시킨다. 제한된 스캔의 방향은 대상재료에서 소스 핀홀의 어레이의 이미지의 방향이다. 대상재료에서 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지의 방향으로 있는 핀홀사이에 있는 공간때문에 제한된 스캔은 증가한다. 추가로, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링되고 산란된 프로브 빔으로의 고감도는 대상재료내의 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지의 방향으로의 핀홀사이의 공간이 방정식(54)에 연속적으로 나타내진 조건에 따를 때 유지된다.The use of a linear array of spatial pinholes and a linear array of source pinholes, such as in the first and second variants of the second preferred embodiment and second preferred embodiment, instead of each slit, allows a limited scan of the material of interest to be performed in a two- . ≪ / RTI > The direction of the limited scan is the direction of the image of the array of source pin holes in the material of interest. The limited scan increases due to the space between the pinholes in the direction of the image of the linear array of source pinholes in the material of interest. In addition, the high sensitivity to wavenumped, spatially filtered scattered probe beam is determined by the condition that the space between the pinholes in the direction of the image of the linear array of source pinholes in the material of interest is continuously represented in equation (54) Followed by.

제한된 스캔의 단계의 수는 각각의 이미징 서브시스템의 각 해상도 및 대상재료내의 두 연속 소스 핀홀의 이미지사이에 있는 공간의 비에 의해 결정된다. 실제, 제한된 스켄에서의 단계 수는 소스 핀홀 및 공간 필터 핀홀의 선형 어레이내의 핀홀의 수보다 상당히 적을 것이다. 소스 핀홀 및 공간 필터 핀홀의 선형 어레이와 함께 제 2바람직한 실시예 및 제 2실시예의 제 1변형의 장치를 사용하여, 대상재료부의 2차원 표시는 실질적으로 스캐닝 없이 얻어질 수 있다.The number of steps of the limited scan is determined by the ratio of the space between each resolution of each imaging subsystem and the image of the two consecutive source pinholes in the target material. In practice, the number of steps in the limited scan will be significantly less than the number of pin holes in the linear array of source pin holes and spatial filter pin holes. Using the apparatus of the first variant of the second preferred embodiment and the second variant with a linear array of source pinholes and spatial filter pinholes, the two-dimensional representation of the material part of interest can be obtained substantially without scanning.

이제 도 3a-3l에서, 제 1바람직한 실시예의 기준 및 프로브 빔의 경로가 신호대 잡음비를 향상시키고 최적화하는 목적을 위해 변형되었던 실시예의 제 1그룹으로부터 본 발명의 대안적인 제 3실시예가 도시되었다. 제 3실시예의 장치 및 전자 처리수단은 제 1바람직한 실시예에서 제 1실시예의 간섭계를 형성하는 추가적인 광학 수단과 실질적으로 동일하여 반사 기준 및 산란 프로브 빔의 진폭의 비가 조정될 수 있다. 제 3바람직한 실시예의 광학 요소는 제 1바람직한 실시예에서 동일하게 표시된 요소와 동일한 동작을 수행하고 제 3바람직한 실시예의 전자 처리 장치는 제 1바람직한 실시예의 동일하게 표시된 전자 동작과 동일한 동작을 수행한다. 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링되고 반사 기준 및 산란 프로브 빔의 진폭의 비는 도 3a-3l에서 서술된 빔 스플리터(100,100a,100b)의 전송/반사 계수를 바꿈으로써 조정된다.3A-3I, an alternative third embodiment of the present invention is illustrated from a first group of embodiments in which the reference of the first preferred embodiment and the path of the probe beam are modified for the purpose of improving and optimizing the signal-to-noise ratio. The apparatus and the electron processing means of the third embodiment are substantially the same as the additional optical means forming the interferometer of the first embodiment in the first preferred embodiment so that the ratio of the amplitude of the reflection reference and the scattering probe beam can be adjusted. The optical element of the third preferred embodiment performs the same operation as the elements similarly denoted in the first preferred embodiment, and the electronic processing apparatus of the third preferred embodiment performs the same operation as the similarly-indicated electronic operation of the first preferred embodiment. The ratio of the amplitude of the wave-filtered, spatially filtered and reflected reference and scattering probe beams is adjusted by changing the transmission / reflection coefficients of the beam splitters 100, 100a, 100b described in FIGS.

도 3a-3l에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3바람직한 실시예는 빔 스플리터(100,100a,100b), 대상재료(112), 트랜스래이터(116), 기준 미러(120), 분산 검출기 요소(130a,130b) 및 검출기(114)로 구성된 간섭계이다. 이런 형상은 미켈슨(Michelson) 간섭계의 형태와 같은 기술로 알려져 있고, 단순한 설명으로 도시된다. 편광 미켈슨 간섭계 및 C.Zanoni 책에 있는 "Differential Interferometer Arrangements for Distance and Angle Measurement: Principles, Advantages, and Applications."으로 표제된 논문에 설명된 바와 같은 기술에서 알려진 간섭계의 다른 형태는 본 발명의 바람직한 제 3실시예의 정신과 의미에서 크게 벗어나지 않고 도 3a-3l의 장치에 집약된다.A third preferred embodiment of the present invention includes a beam splitter 100, 100a, 100b, an object material 112, a translator 116, a reference mirror 120, a dispersion detector element < RTI ID = (130a, 130b) and a detector (114). This shape is known as a type of Michelson interferometer and is illustrated by a simple description. Other forms of interferometry known in the art as described in the literature titled " Differential Interferometer Arrangements for Distance and Angle Measurement: Principles, Advantages, and Applications ", in the polarized Mickelson interferometer and C. Zanoni, 3 < / RTI > without deviating greatly from the spirit and meaning of the first and third embodiments.

이미징 서브시스템의 펄스 응답함수가 제 3바람직한 실시예에서 조정되는 평면의 방향은 도 3a의 평면에 수직이다.The direction of the plane in which the pulse response function of the imaging subsystem is adjusted in the third preferred embodiment is perpendicular to the plane of Fig.

도 3b는 도 3a에서 도시된 서브시스템(80)의 실시예를 대략적인 형태로 서술한다. 도 3b의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 제 3바람직한 실시예를 위해, 광원(10)은 소스의 면을 통한 방사의 공간 인코히어런트 소스 또는 포인트 소스인 것이 바람직하고, 더 바람직하게 레이저 또는 코히어런트 또는 부분적으로 코히어런트 방사원의 동일한 소스이고, 가장 바람직하게 수퍼 방사 레이저이고, 바람직하게편광된다. 광원(10)은 서브시스템(80)의 광학축(3)과 함께 정렬된 입력 빔(2)을 방출한다. 도 3b에서 도시된 바와 같이, 광빔(2)은 포커싱 렌즈(6)로 진입하고 이미지 평면(7)에서 핀홀(8)에서 초점이 맞추어진다. 복수의 광빔(12-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(12)은 발산하고 서브시스템(80)의 광학축(3)과 정렬된 광학축을 갖는 렌즈(16)으로 진입한다. 광빔(12)은 광빔(12A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행 광빔(12A)과 같은 렌즈(16)로부터 나오고, 이상기(14)로 진입한다. 이상기(14)는 직각 이상기(14-1,-2,-3,-4)로 구성되는데 이것은 위치가 정해져 그들의 각각의 광학축이 서브시스템(80)의 광학 축(3)과 평행이다. 이상기의 수는 정수인 임의의 적당한 수 2m,m인 것을 명심하라. 도 3b에서 도시된 예는 m=2인 경우인데, 이것은 네 이상기가 충분하여 본 발명의 장치의 구성요소사이의 관계를 명확하게 도시하는 경우이다. 평행 광빔(12A-1,-2,-3,-4)은 각각 이상기(14-1,-2,-3,-4)를 통과하고 광빔(12B)을 포함하는, 각각 광빔(12B-1,-2,-3,-4)으로서 이상기(14)로부터 나온다. 이상기(14-2, 14-4)의 각각은 이상기(14-1,14-3)의 각각에 의해 도입된 위상변이보다 π라디안 더 큰 위상변이를 도입하고, 이상기(14-1,14-3)에 의해 도입된 위상변이는 동일하다.FIG. 3B illustrates, in an approximate form, an embodiment of the subsystem 80 shown in FIG. 3A. The plane of Figure 3b is perpendicular to the plane of Figure 3a. For a third preferred embodiment, the light source 10 is preferably a spatial incoherent or point source of radiation through the face of the source, more preferably a laser or coherent or partially coherent source of radiation Source, and most preferably a super-emission laser, and is preferably polarized. The light source 10 emits an input beam 2 aligned with the optical axis 3 of the subsystem 80. 3B, the light beam 2 enters the focusing lens 6 and is focused at the pinhole 8 in the image plane 7. As shown in FIG. A light beam 12 composed of a plurality of light beams 12-1, -2, -3, -4 diverges and enters a lens 16 having an optical axis aligned with the optical axis 3 of the subsystem 80 . The light beam 12 exits from the lens 16 such as a parallel light beam 12A composed of the light beams 12A-1, -2, -3, -4 and enters the phase shifter 14. [ The phase shifter 14 consists of quadrature phase shifters 14-1, -2, -3, -4 which are positioned so that their respective optical axes are parallel to the optical axis 3 of the subsystem 80. Remember that the number of phase shifters is any suitable number 2m, m, which is an integer. The example shown in FIG. 3B is the case where m = 2, which is a case where four phase shifters are sufficient to clearly show the relationship between the components of the apparatus of the present invention. The parallel light beams 12A-1, -2, -3, and -4 pass through the phase shifters 14-1, -2, -3, -4, respectively, , -2, -3, -4) from the phase shifter 14. Each of the phase shifters 14-2 and 14-4 introduces a phase shift larger by? Radian than the phase shift introduced by each of the phase shifters 14-1 and 14-3, and the phase shifters 14-1 and 14- 3) are the same.

도 3a에서 광빔(12B)은 서브시스템(80)을 나오고 광빔(P12B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P12B)으로서 빔 스플리터(100a)에 의해 부분적으로 전송된다. 광빔(P12B)은 서브시스템(81)로 진입한다. 도 3c에서, 광빔(P12B)은 렌즈(26)로 진입하고 광빔(P12C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P12C)으로서 나온다. 도 3c의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 렌즈(26)는 광빔(P12C)를 이미지 평면(17)내의 이미지 포인트(18)에 초점을 맞춘다. 광빔(P12C)은 광빔(P22-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22)으로서 이미지 포인트(18)로부터 나온다. 광빔(P22)은 서브시스템(81)의 광학 축(3)과 정렬된 광학축을 갖는 렌즈(36)로 진입한다. 광빔(P22)은 렌즈(36)으로부터 나와서 광빔(P12A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행 광빔(P22A)으로서 서브시스템(81)을 나간다.3A, the light beam 12B exits the subsystem 80 and is partially transmitted by the beam splitter 100a as a light beam P12B composed of the light beams P12B-1, -2, -3, -4. The light beam P12B enters the subsystem 81. 3C, the light beam P12B enters the lens 26 and emerges as a light beam P12C composed of the light beams P12C-1, -2, -3, -4. The plane of Figure 3c is perpendicular to the plane of Figure 3a. The lens 26 focuses the light beam P12C on the image point 18 in the image plane 17. The light beam P12C comes out of the image point 18 as a light beam P22 composed of the light beams P22-1, -2, -3, -4. The light beam P22 enters a lens 36 having an optical axis aligned with the optical axis 3 of the subsystem 81. [ The light beam P22 comes out of the lens 36 and leaves the subsystem 81 as a parallel light beam P22A composed of the light beams P12A-1, -2, -3, -4.

도 3a에서 도시된 바와 같이, 광빔(P22A)은 광빔(P12B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22B)으로서 빔 스플리터(100)에 의해 부분적으로 전송된다. 도 3d의 평면은 도 3a의 평면과 수직이다.3A, the light beam P22A is partially transmitted by the beam splitter 100 as a light beam P22B composed of the light beams P12B-1, -2, -3, -4. The plane of Figure 3d is perpendicular to the plane of Figure 3a.

도 3d에서, 광빔(P22B)은 요소 (24-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(24)로 침범한다. 이상기(24)는 이상기(14)와 2m 요소의 동일한 수로 구성되고 도 3d에서 m=2로 도시된다. 광빔(P12B-1,-2,-3,-4)은 각각 이상기(24-1,-2,-3,-4)를 통과하고 각각 광빔(P12C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22C)으로서 나온다. 이상기(24-1,24-3)에 도입된 상시프트는 이상기(24-2) 또는 (24-4)의 어느 하나에 의해 도입된 위상변이, 동일한 값인 이상기(24-2 및 24-4))에 의해 도입된 위상변이보다 π라디안 보다 큰 동일한 값이다. 이렇게 광빔(P12C-1,-2,-3,-4)의 임의의 두 개 사이에 아무 순수 관계 위상 변이가 존재하지 않는다. 광빔(P22C)은 대상재료(112)내의 이미지 평면(27)내의 이미지 포인트(28)에서 중앙에 집중된 라인 이미지를 형성하기 위해 초점이 맞추어진 광빔(P12D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22D)으로서 프로브 렌즈(46)을 통과한다. 라인 이미지의 축은 이미징 서브시스템(82)의 광학 축(3)과 실질적으로 평행이다. 라인 이미지의 길이는 프로브 렌즈(46)의 색채 변형 및 포커스의 깊이와 같은 인자의 조합에 의해 결정되는데 이 양쪽 모두는 소스(10)의 광학 폭에 조정 될 수 있다. 라인 부는 대상재료의 하나 또는 그이상의 표면을 통해서 절단되거나 대상재료의 표면에 놓인다. 렌즈(46)의 광학 축은 서브시스템(82)의 광학 축(3)과 정렬된다.In Fig. 3D, the light beam P22B impinges on the phase shifter 24 composed of the elements 24-1, -2, -3, -4. The phase shifter 24 is composed of the same number of phase shifters 14 and 2m elements and is shown as m = 2 in Fig. The light beams P12B-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 24-1, -2, -3 and -4, respectively, and pass through the light beams P12C-1, As the light beam P22C. The phase shift introduced to the phase shifters 24-1 and 24-3 is a phase shift introduced by either one of the phase shifters 24-2 and 24-4 and the phase shifters 24-2 and 24-4 having the same values, ), Which is greater than < RTI ID = 0.0 > radian. ≪ / RTI > There is no purely related phase shift between any two of the light beams P12C-1, -2, -3, -4. The light beam P22C is focused on the focused light beams P12D-1, -2, -3, -4 (not shown) to form a line image centered at the image point 28 in the image plane 27 in the object material 112 And passes through the probe lens 46 as a light beam P22D. The axis of the line image is substantially parallel to the optical axis 3 of the imaging subsystem 82. The length of the line image is determined by a combination of factors such as the chromatic aberration of the probe lens 46 and the depth of focus, both of which can be adjusted to the optical width of the source 10. The line portion is cut through one or more surfaces of the material of interest or placed on the surface of the material of interest. The optical axis of the lens 46 is aligned with the optical axis 3 of the subsystem 82.

도 3a에서, 광빔(12b)은 광빔(R12B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R12B)으로서 빔 스플리터(100a)에 의해 부분적으로 반사된다. 광빔(R12B)은 도 3e에 도시된 서브시스템(81c)로 진입한다. 도 3e의 평면은 도 3a의 평면에 평행이다.3A, the light beam 12b is partially reflected by the beam splitter 100a as a light beam R12B composed of the light beams R12B-1, -2, -3, -4. The light beam R12B enters the subsystem 81c shown in Fig. 3E. The plane of Figure 3e is parallel to the plane of Figure 3a.

도 3e에서, 광빔(R12B)은 렌즈(26c)로 진입하고 광빔(R12C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R12C)으로서 나온다. 광빔(R12B-1,-2,-3,-4)은 도 3e의 평면에 수직인 평면내에 공간 분리되고 도 3e에서 나타난 뷰내에 중첩되고 공동 확장하게 나타난다. 렌즈(26c)는 서브시스템(81c)의 광학 축(3b)과 정렬된 광학축을 갖는다. 평면 미러(120c)와 관련된 렌즈(26c)는 광빔(R12C)의 초점을 이미지 평면(17c)내의 이미지 포인트(18c)에 맞춘다. 광빔(R12C)은 광빔(R22-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R22)으로서 이미지 포인트(18c)로부터 나온다. 광빔(R22-1,-2,-3,-4)은 도 3e의 평면에 수직인 평면내에서 공간적으로 분리되고 도 3e에 나타난 뷰내에 중첩되고 공동 확장되게 나타난다. 광빔(R22)은 서브시스템(81c)의 광학축(3c)과 정렬된 광학축을 갖는 렌즈(36c)에 진입한다. 광빔(R22)은 렌즈(36c)로부터 나오고 광빔(R22A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행광빔(R22A)으로서 서브시스템(81c)을 나온다. 광빔(R22A-1,-2,-3,-4)은 도 3e의 평면에 수직인 평면내 공간적으로 분리되고 도 3e내에 나타난 뷰내의 중첩되고 공동확장하여 나타난다.3E, the light beam R12B enters the lens 26c and emerges as a light beam R12C composed of the light beams R12C-1, -2, -3, -4. The light beams R12B-1, -2, -3, -4 are spatially separated in a plane perpendicular to the plane of Fig. 3E and superimposed within the view shown in Fig. The lens 26c has an optical axis aligned with the optical axis 3b of the subsystem 81c. The lens 26c associated with the plane mirror 120c aligns the focal point of the light beam R12C to the image point 18c in the image plane 17c. The light beam R12C emerges from the image point 18c as a light beam R22 composed of the light beams R22-1, -2, -3, -4. The light beams R22-1, -2, -3, -4 appear spatially separated in a plane perpendicular to the plane of Fig. 3e and overlap and co-extend in the view shown in Fig. 3e. The light beam R22 enters a lens 36c having an optical axis aligned with the optical axis 3c of the subsystem 81c. The light beam R22 exits from the lens 36c and exits the subsystem 81c as a parallel light beam R22A composed of the light beams R22A-1, -2, -3, -4. The light beams R22A-1, -2, -3, -4 appear spatially separated in a plane perpendicular to the plane of Fig. 3e and overlap and coextend within the view shown in Fig. 3e.

도 3a에서 도시된 바와 같이, 광빔(R22A)은 서브시스템(81c)을 나온후에 서브시스템(83a)으로 진입한다. 도 3f에서 도시된 서브시스템(83a)은 렌즈(56a), 기준 미러(12), 빔 스플리터(100b), 및 이상기(34,34a, 44)로 구성된다. 도 3f의 평면은 도 3a의 평면에 평행이다. 이상기 요소(34-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(34) 및 이상기 요소(34a-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(34a)는 본 발명의 제 3실시예의 정신과 의미에서 벗어남 없이 더 단순한 서브시스템(83a)을 통해서 광학빔(R22A,R22B,R22C,R22D)의 설명 및 트랙킹을 만들 목적으로, 각각 광학축(3a, 3c)에 대하여 π/2라디안 회전되는 것으로 도 3f에서 설명된다. 따라서, 광빔(R22A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R22A) 및 광빔(R22B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R22B)은 광학 축(3c)에 대하여 π/2라디안 만큼 회전된 것으로 도 3f에 설명되고, 광빔(R22C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R22C) 및 광빔(R22D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R22D)은 광학축(3a)에 대하여 π/2라디안 만큼 회전되는 것으로 도 3f에 설명된다. 서브시스템(83a)에서, 광빔(R22A)은 이상기(14)와 요소,2m의 동일한 수를 함유하는 이상기(34a)에 침범한다. 광빔(R22A)은 광빔(R22B)으로서 이상기(34a)을 통과한다. 광빔(R22B)은 광빔(R22C)으로서 부분적으로 반사된다. 상 시스터(34a-1, 34a-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(34a-2, 34a-4)중 어느 하나에 의해 도입된 위상변이 보다 π라디안 더 큰 동일한 값이고, 이상기(34a-2,34a-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값이다. 이렇게 광빔(R22C-1,-2,-3,-4)의 임의의 두 개 사이에 아무런 순수 상대적 위상 변환이 존재하지 않는다. 광빔(R22C)은 광빔(R22D)으로서 렌즈(56a)를 통과한다. 광빔(R22D)기준 미러(120)위에 이미지평면(37)내의 이미지 포인트(38)로 렌즈(56a)에 의해 초점이 맞추어진다. 렌즈(56a)의 광학 축은 서브시스템(83a)의 광학축(3a)과 정렬된다.As shown in FIG. 3A, the light beam R22A enters subsystem 83a after exiting subsystem 81c. The subsystem 83a shown in FIG. 3F is composed of a lens 56a, a reference mirror 12, a beam splitter 100b, and phase shifters 34, 34a, and 44. The plane of Figure 3f is parallel to the plane of Figure 3a. The phase shifter 34a composed of the phase shifter elements 34 and the phase shifter elements 34a-1, -2, -3, -4 constituted by the phase shifter elements 34-1, -2, -3, 3/2 with respect to the optical axes 3a and 3c, respectively, for the purpose of making description and tracking of the optical beams R22A, R22B, R22C and R22D through a simpler subsystem 83a without deviating from the spirit and meaning of the embodiment Radian rotation is described in Fig. 3f. The light beam R22A composed of the light beams R22A-1, -2, -3, -4 and the light beam R22B composed of the light beams R22B-1, -2, -3, 2, -3, -4) and the optical beams R22C and R22D-1, -2, -3 (as shown in FIG. 3F) which are rotated by? / 2 radian with respect to the light beam R22C- , -4) is described in FIG. 3F as being rotated by? / 2 radians with respect to the optical axis 3a. In the subsystem 83a, the light beam R22A impinges on the phase shifter 34a containing the same number of elements as the phase shifter 14 and 2m. The light beam R22A passes through the phase shifter 34a as a light beam R22B. And the light beam R22B is partially reflected as the light beam R22C. The phase shift introduced by phase systers 34a-1 and 34a-3 is the same value, which is larger than the phase shift introduced by any one of phase shifters 34a-2 and 34a-4 by? Radians, 2, 34a-4) have the same value. There is no pure relative phase shift between any two of the light beams R22C-1, -2, -3, -4. The light beam R22C passes through the lens 56a as a light beam R22D. Is focused by the lens 56a onto the image point 38 in the image plane 37 above the light beam R22D reference mirror 120. [ The optical axis of the lens 56a is aligned with the optical axis 3a of the subsystem 83a.

도 3g에서 광빔(P22D)(도 3d를 참조)의 부분은 산란 프로브 빔(P32)를 포함하는 복수의 광빔(P32-1,-2,-3,-4)으로서 이미지 포인트(28)에서 대상재료(112)에 의해 반사되거나/고 산란된다. 도 3g의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 산란 프로브 빔(P32)은 이미지 평면(27)내의 이미지 포인트(28)로부터 분산되고 렌즈(46)에 진입한다. 도 3g에서 도시된 바와 같이, 산란 플로브 빔(P32)은 광빔(P22A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행 산란 프로브 빔(P32A)으로서 렌즈(46)로부터 나온다. 광빔(P22A-1,-2,-3,-4)은 각각 이상기(24-4,-3,-2,-1)을 통과하고 각각 광빔(P22B-1,-2,-3,-4)으로서 나타난다. 광빔(P22B-1,-2,-3,-4)은 서브시스템(82)을 나오는 산란 프로브 빔(P32B)를 포함한다. 이상기(24-1,24-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(24-2,24-4)중 어느 하나에 의해 도입된 위상변이, 동일한 값인 이상기(24-2,24-4)에 의해 도입된 위상변이보다 π라디안 더 큰 동일한 값이다.3G, a part of the light beam P22D (see FIG. 3D) is irradiated from the image point 28 as a plurality of light beams P32-1, -2, -3, -4 including a scattering probe beam P32 Reflected and / or scattered by material 112. The plane of Figure 3g is perpendicular to the plane of Figure 3a. The scattering probe beam P32 is dispersed from the image point 28 in the image plane 27 and enters the lens 46. As shown in Fig. 3G, the scattering flood beam P32 comes out of the lens 46 as a parallel scattering probe beam P32A consisting of the light beams P22A-1, -2, -3, -4. The light beams P22A-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 24-4, -3, -2 and -1, respectively, and pass through the light beams P22B-1, ). The light beams P22B-1, -2, -3, -4 include a scattering probe beam P32B exiting the subsystem 82. The phase shifts introduced by the phase shifters 24-1 and 24-3 are phase shifted by phase shifters introduced by any one of the phase shifters 24-2 and 24-4 to the phase shifters 24-2 and 24-4 Lt; RTI ID = 0.0 > radian < / RTI >

도 3h에서, 광빔(R22D)(도 3f를 참조)은 광빔(R32-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32)으로서 기준 미러(120)에 의해 반사된다. 도 3h에서 도시된 서브시스템은 렌즈(56a),기준 미러(120), 빔 스플리터(100b), 및 이상기(34,34a,44)로 구성된다. 이상기 요소(34-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(34) 및 이상기 요소(34a-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(34a)는 본 발명의 제 3실시예의 정신과 의미로부터 벗어남 없이 더 단순한 서브시스템(83a)를 통해 광학 빔(R32,R32A,R32B)의 트랙킹 또는 설명을 만들 목적으로 각각 광학 축(3a,3c)에 대하여 π/2라디안 회전되는것으로 도 3h에 설명된다. 따라서, 광빔(R32A), 광빔(R32B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R32B) 및 광빔(R32C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(R32C)은 광학 축(3a)에 대해 π/2만큼 회전되는 것으로 도 3h에 설명된다. 도 3h의 평면은 도 3a의 평면에 평행이다. 반사 기준(R32)은 이미지 평면(37)에서 이미지 포인트(38)로부터 분산되고 렌즈(56a)로 진입한다. 도 3h에서 도시된 바와 같이, 반사 기준 빔(R32)는 평행 광빔(R32A)와 같이 렌즈(56a)로부터 나온다. 광빔(R32A-1,-2,-3,-4)은 먼저 이상기(44)를 통과하고 그다음 각각 위상변이(34-4,-3,-2,-1)를 통과하여 각각 광빔(R32B-1,-2,-3,-4)으로 나타난다. 이상기(44)에 의해 도입된 위상변이는 컴퓨터(118)로부터 신호(132)에 의해 제어된다. 이상기(34-1,34-3)에 의해 도입된 위상변이는 이상기(34-2 또는 34-4)중 어느 하나에 의해 도입된 위상변이 및 동일한 값인 이상기(34-2, 34-4)에 의해 도입된 위상변이보다 π라디안 큰 동일한 값이다. 반사 기준 빔(R32B)는 서브시스템(83a)을 나온다.In Fig. 3H, the light beam R22D (see Fig. 3F) is reflected by the reference mirror 120 as a reflection reference beam R32 composed of the light beams R32-1, -2, -3, -4. The subsystem shown in Figure 3h is comprised of a lens 56a, a reference mirror 120, a beam splitter 100b, and phase shifters 34,34a, 44. The phase shifter 34a composed of the phase shifter elements 34 and the phase shifter elements 34a-1, -2, -3, -4 constituted by the phase shifter elements 34-1, -2, -3, 3 radians with respect to the optical axes 3a and 3c for the purpose of making the tracking or explanation of the optical beams R32, R32A and R32B through the simpler subsystem 83a without deviating from the spirit and meaning of the three embodiments Is illustrated in Figure 3h. Therefore, the light beam R32C composed of the light beam R32A, the light beam R32B composed of the light beams R32B-1, -2, -3, -4 and the light beams R32C-1, -2, -3, Is rotated by? / 2 with respect to the optical axis 3a and is described in Fig. 3H. The plane of Figure 3h is parallel to the plane of Figure 3a. The reflection criterion R32 is dispersed from the image point 38 in the image plane 37 and enters the lens 56a. As shown in Fig. 3H, the reflection reference beam R32 comes out of the lens 56a like a parallel light beam R32A. The light beams R32A-1, -2, -3, -4 first pass through the phase shifter 44 and then through the phase shifts 34-4, -3, -2, -1, 1, -2, -3, -4). The phase shift introduced by the phase shifter 44 is controlled by the signal 132 from the computer 118. The phase shift introduced by the phase shifters 34-1 and 34-3 is shifted to the phase shifters 34-2 and 34-4 having the phase shifts introduced by either one of the phase shifters 34-2 and 34-4 and the same value Lt; RTI ID = 0.0 > radian < / RTI > The reflection reference beam R32B exits the subsystem 83a.

도 3a에서, 산란 프로브 빔(P32B)의 부분은 복수의 광빔(P32C-1,-2,-3,-4)이 산란 프로브 빔(P32C)를 포함함에 따라 빔 스플리터(100)에 의해 반사된다. 산란 프로브 빔(P32C)은 도 3a에서 도시된 서브시스템(81a)로 진입한다. 도 3i에서, 산란 프로브 빔(P32D)은 광빔(P32D-1,-2,-3,-4)으로 구성됨에 따라 나타난다. 도 3i의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 렌즈(36a)는 서브시스템(81a)의 광학 축(3a)과 정렬된 광학축을 갖는다. 렌즈(26a)는 산란 프로브 빔(P32D)의 초점을 이미지 평면(17a)내의 공간 필터 핀홀(18a)에 맞춘다. 산란 프로브 빔(P32D)부는 광빔(P42-1,-2,-3,-4)로 구성되는 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42)으로서공간 필터 핀홀(18a)로부터 나타난다. 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42)는 서브시스템(81a)의 광학 축(3a)에 정렬된 광학축을 갖는 렌즈(36a)에 진입한다. 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42)은 렌즈(36a)로부터 나타나고 광빔(P42A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42A)로서 서브시스템(81a)을 나온다.3A, the portion of the scattering probe beam P32B is reflected by the beam splitter 100 as a plurality of light beams P32C-1, -2, -3, -4 include a scattering probe beam P32C . The scattering probe beam P32C enters the subsystem 81a shown in FIG. 3A. In Fig. 3i, the scattering probe beam P32D appears as composed of the light beam P32D-1, -2, -3, -4. The plane of Figure 3i is perpendicular to the plane of Figure 3a. The lens 36a has an optical axis aligned with the optical axis 3a of the subsystem 81a. The lens 26a aligns the focus of the scattering probe beam P32D with the spatial filter pinhole 18a in the image plane 17a. The scattering probe beam P32D appears from the spatial filter pinhole 18a as a spatially filtered scattering probe beam P42 consisting of the light beams P42-1, -2, -3, -4. The spatially filtered scattering probe beam P42 enters a lens 36a having an optical axis aligned with the optical axis 3a of the subsystem 81a. The spatially filtered scattering probe beam P42 is incident on the subsystem 81a as a parallel spatially filtered scattering probe beam P42A that emerges from the lens 36a and is composed of the light beams P42A-1, -2, -3, -4. ).

도 3a에서 도시된 바와 같이 반사 기준 빔(R32B)은 광빔(R32C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32C)와 같이 빔 스플리터(100)에 의해 부분적으로 전송된다. 반사 기준 빔(R32C)은 도 3j에서 도시된 서브시스템(81a)를 진입한다. 도 3j의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 도 3j에서 반사 기준 빔(R32C)은 렌즈(26a)에 진입하고 광빔(R32D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 반사 기준 빔(R32D)과 같이 나타난다. 렌즈(26a)는 반사 기준 빔(R32D)의 초점을 이미지 펑면(17a)내의 공간 필터 핀홀(18a)에 맞춘다. 반사 기준 빔(R32D)부는 광빔(R42-1,-2,-3,-4)으로 구성된 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42)와 같이 공간 필터 핀홀(18a)로부터 나타난다. 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42)은 렌즈(36a)로 진입한다. 공간적으로 필터링된 반사 기준빔(R42A)은 광빔(R42A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42A)과 같이 서브시스템(81a)을 나온다.3A, the reflection reference beam R32B is partially transmitted by the beam splitter 100 like the reflection reference beam R32C composed of the light beams R32C-1, -2, -3, -4 . The reflection reference beam R32C enters the subsystem 81a shown in Fig. 3J. The plane of Figure 3j is perpendicular to the plane of Figure 3a. In Fig. 3J, the reflection reference beam R32C enters the lens 26a and appears as a reflection reference beam R32D composed of the light beams R32D-1, -2, -3, -4. The lens 26a aligns the focal point of the reflection reference beam R32D with the spatial filter pinhole 18a in the image punctiform surface 17a. The reflection reference beam R32D appears from the spatial filter pinhole 18a as a spatially filtered reference beam R42 composed of the light beams R42-1, -2, -3, -4. The spatially filtered reflected reference beam R42 enters lens 36a. The spatially filtered reflected reference beam R42A exits the subsystem 81a as a parallel spatially filtered reflected reference beam R42A consisting of the light beams R42A-1, -2, -3, -4.

공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42A)은 바람직하게 반사 회절 격자인 분산 요소(130a)에 부딪히는 것이 도 3a에 도시된다. 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42A)부가 산란 프로브 빔(P42B)을 따라 분산 검출기 요소(130a)에 의해 도 3a의 평면내에서 회절된다. 산란 빔 요소(130b)는 바람직하게 전송 회절 격자인제 2분산 검출기 빔 요소(130b)상에 부딪힌다. 산란 프로브빔 (P42B)은 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42C)을 따라 제 2분산 검출기 빔 요소(130b)에 의해 도 3a의 평면내에 회절된다. 빔(P42B, P42C)이 광학 주파수 구성요소의 스펙트럼으로 구성되어 도 3a의 평면내에 각도가 분산되었음에도 불구하고, 빔(P42B,P42C)의 오직 하나의 주파수 구성요소의 경로가 도 3a에 도시된다. 도시된 경로는 전형적이다. 빔(P42B,P42C)를 위한 오직 하나의 광학 주파수 구성요소의 설명은 본 발명의 정신 및 의미에서 벗어남 없이 그리고 도 3a로의 부당한 복잡성 및 연속 도면으로 도입됨 없이 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔(P42C)에 관한 서스 시스템(84)의 중요한 특성의 나열을 허용한다.The spatially filtered scattering probe beam P42A is shown in Figure 3A to strike the dispersive element 130a, which is preferably a diffraction grating. The spatially filtered scattering probe beam P42A is diffracted in the plane of Fig. 3A by the scattering detector element 130a along the scattering probe beam P42B. The scattering beam element 130b preferably strikes on the transmission diffraction grating phosphor 2 scattering detector beam element 130b. The scattering probe beam P42B is diffracted in the plane of FIG. 3A by the second scattering detector beam element 130b along the spatially filtered scattered probe beam P42C filtered by the wave number. The path of only one frequency component of the beams P42B and P42C is shown in Fig. 3A, although the beams P42B and P42C are comprised of the spectrum of the optical frequency components and the angles are distributed in the plane of Fig. 3A. The depicted path is typical. The description of only one optical frequency component for the beams P42B and P42C can be used without undue departure from the spirit and the meaning of the present invention and without undue complexity as in Fig. 3a and wavenumber filtered, Permits the listing of important characteristics of the sus system 84 with respect to the probe beam P42C.

파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 빔(P42C)은 도 3k에 도시된 서브시스템(84)에 진입한다. 도 3k의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 도 3k에 도시된 바와 같이, 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 빔(P42C)는 서브시스템(84)의 강학 축(3d)에 정렬된 광학 축을 갖는 렌즈(66)를 통과하고 광빔(P42D-1,-2,-3,-4)로 구성된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 빔(P42D)을 따라서 나온다. 오직 하나의 광학 주파수 구성요소로 설명된 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 빔(P42D)는 렌즈(66)에 의해 이미지 평면(47)내에 이미지 포인트(48)로 초점이 맞추어진다. 이미지 평면(47)내의 이미지 포인트(48)의 위치, 그러므로 인한 이미지 평면(47)내에 위치된 검출기 핀홀의 선형 어레이위의 이미지 포인트(48)의 위치는 분산 검출기 요소(130a,130b)의 덕분에 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 빔(P42D)의 광학 주파수에 종속된다. 핀홀의 어레이를 통과하는 광빔부는검출기(114), 더 바람직하게 선형 어레이 CCD와 같이 화소의 선형 어레이로 구성된 검출기에 의해 검출된다.The spectrally filtered, spatially filtered beam P42C enters the subsystem 84 shown in Figure 3K. The plane of Figure 3k is perpendicular to the plane of Figure 3a. 3K, the spatially filtered beam P42C filtered through the lens 66 having an optical axis aligned with the stiffness axis 3d of the subsystem 84 and passing through the optical beam P42D- 1, -2, -3, -4), and along the spatially filtered beam P42D. The wave-filtered, spatially filtered beam P42D, described with only one optical frequency component, is focused by the lens 66 into the image plane 47 into the image plane 48. [ The position of the image point 48 in the image plane 47 and therefore the position of the image point 48 on the linear array of detector pinholes located in the image plane 47 due to dispersion detector elements 130a and 130b Is subject to the optical frequency of the wave-filtered, spatially filtered beam P42D. The light beam portion passing through the array of pin holes is detected by a detector comprised of a linear array of pixels, such as a detector 114, more preferably a linear array CCD.

공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42A)은 분산 검출기 요소(130a)위에 부딪히는 것이 도3a에 도시된다. 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42A)부는 반사 기준 빔(R42B)에 따라 분산 검출기 요소(130a)에 의해 도 3a의 평면내에서 회절된다. 반사 기준 빔(R42B)은 제 2 분산 검출기 요소(130b)위에 부딪힌다. 반사 기준 빔(R42B)부는 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)을 따라 제 2분산 검출기 요소(130b)에 의해 도 3a의 평면내에 회절된다. 빔(R42B,R42C)이 광학 주파수 구성요소의 스펙트럼으로 구성되어 도 3a의 평면내에 각도가 분산되었음에도 불구하고, 빔(R42B,R42C)을 위한 오직 하나의 광학 주파수 구성요소의 경로가 도 3a에 도시된다. 도시된 경로는 전형적이다. 빔(R42B, R42C)을 위한 오직 하나의 광학 주파수 구성요소의 설명은 본 발명의 정신 또는 의미에서 벗어남 없이 그리고 도 3a 및 연속 도면으로의 부당한 복잡함을 도입함 없이 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)에 관한 섹션(84)의 중요한 특성의 표시를 허용한다.The spatially filtered reflected reference beam R42A is shown in Figure 3A to strike over the dispersion detector element 130a. The spatially filtered reflected reference beam R42A is diffracted in the plane of FIG. 3A by the dispersion detector element 130a according to the reflected reference beam R42B. The reflection reference beam R42B strikes the second dispersion detector element 130b. The reflection reference beam R42B is diffracted in the plane of Fig. 3A by the second dispersion detector element 130b along the spatially filtered reflected reference beam R42C filtered by the wave number. Although the beams R42B and R42C are made up of the spectrum of the optical frequency components and the angles are distributed in the plane of Fig. 3A, the path of only one optical frequency component for the beams R42B and R42C is shown in Fig. 3A do. The depicted path is typical. The description of only one optical frequency component for the beams R42B, R42C can be made without worsening the spirit or the meaning of the present invention and without wasting the intricacies of Fig. 3a and the continuation drawing, Allowing the display of important characteristics of the section 84 with respect to the reflective reference beam R42C.

파수 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)은 도 3l에 도시된 서브시스템(84)에 진입한다. 도 3l의 평면은 도 3a의 평면에 수직이다. 도 3l에서, 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42C)은 렌즈(66)를 통과하고 광빔(R42D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)을 따라 나타난다. 도 3l에서 오직 하나의 광학 주파수 구성요소로 설명된 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)은 렌즈(66)에 이해 이미지 평면(47)내의 이미지 포인트(48)로 초점이 맞추어진다. 이미지 평면(47)내의 이미지 포인트(48)의 위치 및 그에 따른 이미지 평면(47)내에 위치된 검출기 핀홀의 선형어레이위의 이미지 포인트(48)의 위치는 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 반사 기준 빔(R42D)의 광학 주파수에 종속된다. 검출기 핀홀의 선형 어레이를 통과하는 광빔부는 검출기(114)에 의해 검출된다.The wave-filtered, spatially filtered reflection reference beam R42C enters the subsystem 84 shown in FIG. The plane of FIG. 31 is perpendicular to the plane of FIG. 3A. In FIG. 31, a wavenumber-filtered, spatially filtered reflection reference beam R42C passes through a lens 66 and is filtered with a wave number comprised of optical beams R42D-1, -2, -3, -4, Lt; RTI ID = 0.0 > R42D < / RTI > The spatially filtered reflected reference beam R42D is filtered with a wavenumber described with only one optical frequency component in Figure 31 and is focused on the lens 66 at the image point 48 in the image plane 47 of interest Loses. The position of the image point 48 in the image plane 47 and thus the position of the image point 48 on the linear array of detector pinholes located in the image plane 47 is filtered with a wavenumber, Dependent on the optical frequency of beam R42D. The light beam portion passing through the linear array of detector pin holes is detected by the detector 114.

도 3a-3l에 서술된 제 3실시예의 잔여부는 도 1a-1l의 설명에서 제 1바람직한 실시예의 대응하는 태양을 위한 설명된 것과 바람직하게 동일하다.The remainder of the third embodiment described in FIGS. 3A-3L is preferably the same as that described for the corresponding embodiment of the first preferred embodiment in the description of FIGS. 1A-1L.

본 발명의 제 3바람직한 실시예내의 레벨1 변별은 분산 검출기 요소(130a,130b)에 의해 정의된 평면에 직교 평면내의 본 발명의 장치의 서브 이미징 시스템의 임펄스 응답 함수를 조정함으로써 얻어진다. 또한 레벨 1타입 변별은 제 3바람직한 실시예의 변형에서 얻어지는데 여기서 변형의 장치 및 전자 처리 수단은 제 3바람직한 실시예에 관하여 각각의 광학축에 대하여 π/2만큼 회전되는 이상기(14,24,34)와 실질적으로 동일하다. 제 3실시예의 변형의 잔여부는 바람직하게 본 발명의 제 1바람직한 실시예의 변형의 설명에서 설명된 것과 동일하다.The level 1 discrimination in the third preferred embodiment of the present invention is obtained by adjusting the impulse response function of the subimaging system of the present invention in a plane orthogonal to the plane defined by the dispersion detector elements 130a, 130b. Further, the level 1 type discrimination is obtained in a modification of the third preferred embodiment, in which the apparatus of modification and the electronic processing means are provided with a phase shifter 14, 24, or 34 rotated by? / 2 relative to each optical axis with respect to the third preferred embodiment ). ≪ / RTI > The remainder of the modification of the third embodiment is preferably the same as that described in the description of the modification of the first preferred embodiment of the present invention.

이제 도 4a-4f에서, 도 4a-4f는 소스 서브시스템(80a), 서브시스템(81b), 검출기 서브시스템(84a)이 바람직하게 대략적인 슬릿 공초점 마이크로스코피를 위해 형성되는 제 1그룹의 실시예로부터 본 발명의 제 4실시예를 대략적인 형태로 서술한다. 동일 기준 수치가 도 3a-3l에 관하여 앞서 설명된 동일 요소를 위해 도 4a-4f에서 사용된다. 도 4b에 도시된 서브시스템(80a)의 변형은 이제 바람직하게 광대역, 공간 인코히어런트 라인 소스, 바람직하게 램프 필라멘트 또는 레이저 어레이로 구성된 소스(10a)의 영역내에 그리고, 렌즈(6)에 의해 형셩된 라인소스(10a)의 이미지에 정렬된 소스 핀홀(8a)의 선형 어레이로 이제 바람직하게 구성된 제 3실시예의 핀홀(8)의 영역내에 존재한다. 도 4c, 4d에 도시된 서브 시스템(81b)에서의 변형은 서브시스템(81b)내에 공간 필터 핀홀(18b)의 선형 어레이와 함께 제 3실시예의 서브시스템(81a)내에 교체 핀홀(18a)로 구성된다. 도 4e 및 도 4f에 도시된 서브시스템(84a)내의 변형은 제 3실시예의 이미지 평면(47)내의 핀홀의 선형 어레이가 이제 바람직하게 검출기 핀홀의 2차원 어레이이고 화소의 선형 어레이를 갖는 제 3실시예의 검출기(114)는 이제 바람직하게 화소의 2차원 어레이로 구성된 검출기(114a)인 검출기(114a)의 영역에서 존재한다.4A-4F, the source subsystem 80a, the subsystem 81b, and the detector subsystem 84a are configured for a first group of implementations that are preferably configured for approximate slit confocal microscopy The fourth embodiment of the present invention will be described in an approximate form. The same reference numerals are used in Figures 4A-4F for the same elements described above with respect to Figures 3A-3L. The variant of the subsystem 80a shown in Figure 4b is now preferably in the region of the source 10a composed of a broadband, spatial incoherent line source, preferably a lamp filament or laser array, Is present in the area of the pinhole 8 of the third embodiment which is now preferably configured as a linear array of source pinholes 8a aligned with the image of the line source 10a. The modification in the subsystem 81b shown in Figures 4c and 4d is configured with a replacement pinhole 18a in the subsystem 81a of the third embodiment with a linear array of spatial filter pinholes 18b in the subsystem 81b do. The variation in subsystem 84a shown in Figures 4e and 4f is that the linear array of pinholes in the image plane 47 of the third embodiment is now preferably a two dimensional array of detector pinholes and a third implementation with a linear array of pixels The exemplary detector 114 now resides in the region of the detector 114a which is preferably a detector 114a comprised of a two-dimensional array of pixels.

도 4b에서, 소스 핀홀(8a)의 선형 어레이 및 소스(10a)는 도 4b의 평면에 수직으로 정렬되고 도 4b의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다. 도 4c, 4d에서, 공간 필터 핀홀(18b)의 선형 어레이는 도 4c, 4d의 평면에 수직으로 정렬되고 도 43c,4d의 평면은 도 4a의 평면에 수직이다. 도 4e,4f에서, 검출기 핀홀의 2차원 어레이 및 검출기 화소의 2차원 어레이는 도 4e,4f의 평면에 수직으로 정렬된다.In Figure 4b, the linear array of source pinholes 8a and source 10a are aligned perpendicular to the plane of Figure 4b and the plane of Figure 4b is perpendicular to the plane of Figure 4a. In Figures 4c and 4d, the linear array of spatial filter pinholes 18b are aligned perpendicular to the planes of Figures 4c and 4d and the planes of Figures 43c and 4d are perpendicular to the plane of Figure 4a. In Figures 4e, 4f, the two-dimensional array of detector pinholes and the two-dimensional array of detector pixels are aligned perpendicular to the plane of Figures 4e, 4f.

도 4a-4f에서 서술된 제 4실시예의 잔여부는 바람직하게 도 3a-3l의 설명에서 제 3바람직한 실시예의 대응하는 태양을 위해 설명된 것과 동일하다.The remainder of the fourth embodiment described in Figures 4A-4F is preferably the same as described for the corresponding aspect of the third preferred embodiment in the description of Figures 3A-3L.

본 발명의 제 4바람직한 실시예에서 레벨 1 변별은 분산 검출기 요소(130a,130b)에 의해 정의되는 평면에 직교 평면내의 본 발명의 장치의 이미징 서브시스템의 임펄스 응답 함수를 조정함으로써 얻어진다. 또한 레벨 1타입 변별은제 4바람직한 실시예의 제 1변형에서 얻어지는데 여기서 제 1변형의 장치 및 전자 처리 수단은 제 4바람직한 실시예에 관하여 각각의 광학 축에 대하여 π/2라디안 만큼 회전되는 이상기(14,24,34)와 실질적으로 동일하다. 제 4실시예의 제 1변형의 잔여부는 본 발명의 제 2바람직한 실시예의 제 1변형의 대응하는 태양을 위해 설명되는 것과 동일한 것이 바람직하다.In a fourth preferred embodiment of the present invention, level 1 discrimination is obtained by adjusting the impulse response function of the imaging subsystem of the apparatus of the present invention in a plane orthogonal to the plane defined by the dispersion detector elements 130a, 130b. Further, the level 1 type discrimination is obtained in the first modification of the fourth preferred embodiment, in which the apparatus and the electronic processing means of the first variant are provided with a phase shifter (not shown) which is rotated by? / 2 radians with respect to each optical axis with respect to the fourth preferred embodiment 14, 24, 34). The remainder of the first modification of the fourth embodiment is preferably the same as that described for the corresponding aspect of the first modification of the second preferred embodiment of the present invention.

제 4바람직한 실시예의 제 2변형이 설명되는데 여기서 제 2변형의 장치 및 전자 처리 수단은 소스 슬릿 및 공간 필터 슬릿에 의해 교체되는 제 4바람직한 실시예의 공간 필터 핀홀(18a) 및 소스 핀홀(8a)의 선형 어레이를 제외하고 제 4바람직한 실시예에 관하여 실질적으로 동일하다. 제 4실시예의 제 2변형의 잔여부는 본 발명의 제 4바람직한 실시예의 대응하는 태양을 위한 설명된 것과 동일한 것이 바람직하다.A second variant of the fourth preferred embodiment is described in which the apparatus of the second variant and the electron processing means comprise a spatial filter pinhole 18a and source pinhole 8a of the fourth preferred embodiment interchanged by the source slit and the spatial filter slit Are substantially the same with respect to the fourth preferred embodiment except for the linear array. The remainder of the second modification of the fourth embodiment is preferably the same as that described for the corresponding aspect of the fourth preferred embodiment of the present invention.

제 4바람직한 실시예의 제 2변형을 위한 아웃-오브-포커스 이미지의 계통 효과의 감소는 종래 기술 슬릿 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것과 실질적으로 동일하다. 그러나, 제 4바람직한 실시예의 제 2변형에서의 아웃-오브-포커스 이미지로 인한 안정 효과는 종래 기술 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것보다 아래로 감소되지만 보통 제 4바람직한 실시예 및 제 4바람직한 실시예의 제 1변형의 장치에서 얻어지만큼 효과적이지 않다.The reduction of the grid effect of the out-of-focus image for the second variant of the fourth preferred embodiment is substantially the same as that obtained in the prior art slit interference microscope. However, although the stabilizing effect due to the out-of-focus image in the second variant of the fourth preferred embodiment is reduced below that obtained in the prior art confocal interference microscope, It is not as effective as that obtained in the apparatus of the first variant.

각각의 슬릿대신에 제 4바람직한 실시예의 제 1변형 및 제 4바람직한 실시예에서와 같이 소스 핀홀의 선형 어레이 및 공간 핀홀의 선형 어레이를 사용하는 것은 대상재료의 섹션의 2차원 표시를 발생하기 위해 대상재료의 제한된 스켄을 위한필요를 발생한다. 제한된 스캔의 방향은 대상재료내의 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지의 방향이다. 제한된 스캔은 대상재료내의 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지의 방향에 있는 핀홀사이에 스페이싱때문에 일어난다. 추가로, 파수로 필터링된, 공간적으로 필터링된 산란 프로브 빔에 대한 고감도는 대상재료내의 소스 핀홀의 선형 어레이의 이미지의 방향에 있는 핀홀사이의 스페이싱이 방정식(54)에 연속적으로 나타내어진 조건에 따를 때 유지된다.Using a linear array of source pinholes and a linear array of spatial pinholes, as in the first and fourth preferred embodiments of the fourth preferred embodiment instead of each slit, Creating a need for limited scans of the material. The direction of the limited scan is the direction of the image of the linear array of source pin holes in the material of interest. The limited scan occurs due to the spacing between the pinholes in the direction of the image of the linear array of source pinholes in the material of interest. In addition, the high sensitivity to the spatially filtered, spatially filtered scattering probe beam, which is filtered by the wavenumbering, depends on the condition that the spacing between the pinholes in the direction of the image of the linear array of source pinholes in the material of interest in successive equations (54) .

제한된 스캔의 단계의 수는 대상재료내의 두 접촉하는 소스 핀홀의 이미지 및 각각의 이미징 서브시스템의 각해상도사이의 스페이싱의 비에 의해 결정된다. 실제로, 제한된 스캔의 단계의 수는 소스 핀홀의 선형 어레이내의 핀홀 및 공간 필터 핀홀의 수보다 상당히 적을 것이다. 이렇게 공간 필터 핀홀 및 소스 핀홀의 선형 어레이와 함께 제 4바람직한 실시예의 제 1변형 및 제 4바람직한 실시예의 장치를 사용하여, 대상재료의 섹션의 2차원 표시는 실질적으로 스캔 없이 구해질 수 있다.The number of steps of the limited scan is determined by the ratio of the spacing between each of the imaging subsystem resolution and the image of the two contacting source pin holes in the target material. Indeed, the number of steps of the limited scan would be significantly less than the number of pinholes and spatial filter pinholes in the linear array of source pinholes. Thus, using the apparatus of the first and fourth preferred embodiments of the fourth preferred embodiment together with a linear array of spatial filter pinholes and source pinholes, the two-dimensional representation of the section of material of interest can be obtained substantially without scanning.

대상재료에 의해 산란 및/또는 반사된 산란 프로브 빔의 복소 진폭의 진폭 및 위상이 다섯 그룹의 실시예 및 변형의 각각에 의해 얻어진다는 것이 실시예의 변형 및 실시예의 설명에서 알려져 있다. 각각의 실시예 및 변형을 위한 산란 프로브 빔의 복소 진폭의 결정에 있어서 상당히 감소된 안정 에러 및 감소된 계통 에러는 광학 디스크의 주어진 기록 매체를 위해 기억되고 검색될 수 있는 데이터의 최대 밀도에 관련된 특성이고, 기록 매체는 대상재료이다.It is known from variations of the embodiment and description of the embodiments that the amplitude and phase of the complex amplitude of the scattering probe beam scattered and / or reflected by the material of interest are obtained by each of the five groups of embodiments and variants. Significantly reduced stability errors and reduced systematic errors in determining the complex amplitude of the scattering probe beam for each embodiment and modification are related to the maximum density of data that can be stored and retrieved for a given recording medium of the optical disk And the recording medium is the target material.

메모리 사이트에 기억된 데이터의 포맷은 사용에 유용한 일 비트를 갖는전형적인 2진이다. 여기에 설명된 다섯 그룹의 실시예의 실시예 및 변형을 위한 감소된 안정 에러 및 감소된 계통 에러의 인용된 특성에 의해 여유가 주어진 증가된 신호대 잡음비와 함께, 광학 디스크의 주어진 기록 매체내에 기억될 수 있는 데이터의 최대 밀도는 증가될 수 있다. 메모리 사이트에 기억된 데이터는 (베이스 N) ×(베이스 M)포맷에서 표현될 수 있는데, 베이스 N은 복소 진폭의 진폭이 비교되는 N수의 진폭 윈도우를 위한 것이고, 베이스 M은 복소 진폭의 위상이 비교되는 M수의 위상 윈도우를 위한 것이다.The format of the data stored in the memory site is typically binary with one bit useful for use. Can be stored in a given recording medium of the optical disk, with an increased signal-to-noise ratio afforded by the cited characteristics of reduced steady-state error and reduced systematic error for embodiments of the five groups of embodiments described herein, The maximum density of the data can be increased. The data stored in the memory site may be expressed in (base N) x (base M) format, where base N is for an N number of amplitude windows for which the amplitudes of the complex amplitudes are compared, and base M is the phase of the complex amplitude And is for the M number of phase windows compared.

다섯 그룹의 실시예의 실시예 및 변형을 위해, 복소 진폭의 진폭은 N윈도우의 어디에 진폭이 위치되는지를 결정하기 위해 일련의 N 윈도우 비교기 전자 프로세서에 의해 처리된다. 유사하게, 복소 진폭의 위상은 M 윈도우의 어디에 위상이 위치되는지를 결정하기 위해 일련의 M 윈도우 비교기 전자 프로세서에 의해 처리된다. 사용될 수 있는 N 및 M의 값은 얻어지는 신호대 잡음비 및 필요한 처리 시간과 같은 인자에 의해 결정될 것이다. 다섯 그룹의 실시예중 하나의 사용에 의한 광학 메모리내에 기억된 데이터의 최대 밀도의 증가는 프로덕트 N×M에 비례한다.For embodiments of the five groups of embodiments and variations, the amplitudes of the complex amplitudes are processed by a series of N window comparator electronic processors to determine where in the N windows the amplitudes are located. Similarly, the phase of the complex amplitude is processed by a series of M window comparator electronic processors to determine where in the M window the phase is located. The values of N and M that may be used will be determined by factors such as the signal-to-noise ratio obtained and the processing time required. The increase in maximum density of data stored in the optical memory by use of one of the five group embodiments is proportional to the product N x M.

제 2그룹의 실시예로부터 본 발명의 현 제 5바람직한 실시예는 제 1그룹의 실시예로부터 제 1실시예의 동일한 숫자가 주어진 요소에 함수 아날로그를 수행하는 많은 요소를 갖는다. 도 1a에 도시된 공초점 마이크로스코피 시스템에서, 서브시스템(82)은 서브시스템(82aa), 분산 요소(130c,130d) 및 서브시스템(85)에 의해 교체되고;서브시스템(83)은 본 발명의 제 5실시예를 제공하기 위해 도 1aa에 도시된 바와 같이, 서브시스템(83aa), 미러(120a), 및 서브시스템(95)에 교체된다. 제5실시예는 미켈슨 간섭계를 포함하는데 이것은 빔 스플리터(100), 대상재료(112), 트랜스래이터(116), 기준 미러(120), 분산 프로브 빔 요소(130c,130d), 분산 검출기 요소 (130a,130b) 및 검출기(114)로 구성된다.From the second group of embodiments, the presently preferred fifth embodiment of the present invention has many elements from the first group of embodiments to the first embodiment in which the same number performs functional analog to a given element. In the confocal microscopy system shown in FIG. 1A, subsystem 82 is replaced by subsystem 82aa, dispersive elements 130c and 130d, and subsystem 85; To the subsystem 83aa, the mirror 120a, and the subsystem 95, as shown in Figure laa to provide a fifth embodiment of the invention. The fifth embodiment includes a Mickelson interferometer that includes a beam splitter 100, an object material 112, a transillator 116, a reference mirror 120, a dispersion probe beam element 130c, 130d, 130a, and 130b, and a detector 114. [

도 1aa에서 도시된 바와 같이, 광빔(P22B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22B)으로서 빔 스플리터(100)에 의해 부분적으로 전송되고 도 1d에 도시된 서브시스템(82aa)으로 진입한다.As shown in FIG. 1A, a light beam P22B consisting of a light beam P22B-1, -2, -3, -4 is partially transmitted by the beam splitter 100 and is transmitted partially to the subsystem 82aa ).

도 1aa에서, 광빔(P22B)은 이상기(24-1,-2,-3,-4)로 구성된 이상기(24)에 부딪힌다. 도 1ab의 평면은 도 1aa의 평면에 수직이다. 이상기(24)는 이상기(14)와 동수의 2m요소로 구성되고 도 1ab에 m=2로 도시된다. 광빔(P22B-1,-2,-3,-4)은 각각 이상기(24-1,-2,-3,-4)를 통과하고, 각각 광빔(P22C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22C)으로서 나타난다. 이상기(24-1,-2,-3,-4)에 의해 도입된 이상기는 이상기(24-2 또는 24-4)중 어느 하나에 의해 도입된 이상기보다 π라디안 더 큰 동일한 값이고, 이상기(24-2,24-4)에 의해 도입된 위상변이는 동일한 값이다.In Fig. 1A, the light beam P22B hits a phase shifter 24 composed of phase shifters 24-1, -2, -3, -4. The plane of Figure 1ab is perpendicular to the plane of Figure laa. The phase shifter 24 is composed of the same number of 2m elements as the phase shifter 14 and is shown as m = 2 in Fig. The light beams P22B-1, -2, -3 and -4 pass through the phase shifters 24-1, -2, -3 and -4, respectively, 4). ≪ / RTI > The phase shifters introduced by the phase shifters 24-1, -2, -3, -4 are the same value, which is larger than the phase shifters introduced by any one of the phase shifters 24-2 and 24-4 by? Radians, 24-2, 24-4) have the same value.

이상기(14-1 및 24-1), (14-2 및 24-2),(14-3 및 24-3) 및 (14-4 및 24-4)의 각각의 쌍에 의해 생산된 위상변이의 합은 π라디안이다. 이렇게 광빔(P22C-1,-2,-3,-4)의 임의의 둘 사이에 아무 순수 상대적 위상변이도 없다. 광빔(P22C)은 인-포커스 이미지 평면(17)내에 이미지 포인트(18)에서 제 1매개 프로브 빔 스폿에 초점이 맞추어진 광빔(P22D-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P22D)으로서 렌즈(26)을 통과한다. 광빔(P22D)는 광빔(P22-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P32)으로서 이미지 포인트(18)로부터 나타난다. 광빔(P32)은 광학 축(3) 서브시스템(82aa)과 정렬된 광학 축을 갖는 렌즈(36)에 진입한다. 광빔(P32)는 렌즈(36)로부터 나타나고 광빔(P22A-1,-2,-3,-4)으로 구성된 평행 광빔(P22A)으로서 서브시스템(82aa)을 나온다.The phase shift produced by each pair of phase shifters 14-1 and 24-1, (14-2 and 24-2), (14-3 and 24-3) and (14-4 and 24-4) Lt; RTI ID = 0.0 > radian. ≪ / RTI > There is no pure relative phase shift between any two of the light beams P22C-1, -2, -3, -4. The light beam P22C is incident on a light beam P22D-1, -2, -3, -4 composed of the light beams P22D-1, -2, -3, -4 focused at the first intermediate probe beam spot at the image point 18 within the in- P22D. ≪ / RTI > The light beam P22D appears from the image point 18 as a light beam P32 composed of the light beams P22-1, -2, -3, -4. The light beam P32 enters a lens 36 having an optical axis aligned with the optical axis 3 subsystem 82aa. The light beam P32 emerges from the lens 36 and exits the subsystem 82aa as a parallel light beam P22A composed of the light beams P22A-1, -2, -3, -4.

도 1aa에서, 프로브 빔(P32A)는 제 3분산 요소상에 부딪히고, 분산 프로브 빔 요소(130c)는 전송 회절 격자인것이 바람직하다. 프로브 빔(P32A)부는 각각 광빔(P22B-1,-2,-3,-4)으로 구성된 광빔(P32B)으로서 제 3분산 요소(130c)에 의해 도 1aa의 평면에서 회절된다. 프로브 빔(P32B)는 제 4분산 요소상에 부딪히고, 분산 프로브 빔 요소(130d)는 전송 회절 격자인 것이 바람직하다. 광빔(P32B)부는 각각 광빔(P32C-1,-2,-3,-4)으로 구성된 프로브빔(P32C)으로서 제 4분산 요소(130d)에 의해 도 1aa의 평면내에 회절된다. 프로브 빔(P32B,P32C)이 광학 주파수 구성요소의 스펙트럼으로 구성되어 도 1aa의 평면내에 각도가 회절되었음에도 불구하고, 프로브 빔(P32B,P32C)의 오직 하나의 주파수 구성요소의 경로가 도 1aa에 도시되었다. 도시된 경로는 전형적이다. 프로브 빔(P32B,P32C)을 위한 오직 하나의 광학 주파수 구성요소의 설명은 본 발명의 정신 또는 의미로부터 벗어남 없이 그리고 부당한 복잡성을 도 1aa 및 연속 도면에 도입할 필요없이 프로브 빔(P32C)에 관하여 도 1ac에 도시된 서브시스템(85)의 중요한 특성의 표시를 허용한다.In Figure laa, the probe beam P32A strikes the third dispersion element, and the dispersion probe beam element 130c is preferably a transmission diffraction grating. The probe beam P32A is diffracted by the third dispersing element 130c in the plane of Fig. 1Aa as a light beam P32B consisting of the light beams P22B-1, -2, -3, -4, respectively. The probe beam P32B hits on the fourth dispersion element, and the dispersion probe beam element 130d is preferably a transmission diffraction grating. The light beam P32B is diffracted by the fourth dispersion element 130d in the plane of Fig. 1Aa as a probe beam P32C composed of the light beams P32C-1, -2, -3, -4, respectively. Although the probe beams P32B and P32C are composed of the spectrum of the optical frequency components and the angle is diffracted in the plane of Fig. Laa, the path of only one frequency component of the probe beams P32B and P32C is shown in Fig. . The depicted path is typical. The description of only one optical frequency component for the probe beams P32B and P32C can be applied to the probe beam P32C without deviating from the spirit or the meaning of the present invention and without introducing unreasonable complexity into the figures 1aa and continuing figures Lt; RTI ID = 0.0 > 85 < / RTI >

도 1ac에 도시된 바와 같이, 프로브 빔(P32C)은 광 빔(P32D-1, -2, -3, -4)를 각각 포함하는 프로브 빔(P32D)을 형성하도록 서브시스템(85)으로 입사해서 렌즈(46)를 통과한다. 프로브 빔(P32D)은 대상재료(112)내의 인-포커스 이미지 평면(27)에 라인 이미지를 형성해서 대상재료(112)을 조명하도록 렌즈(46)에 의해초점이 맞춰진다. 인-포커스 이미지 평면(27)의 라인 이미지는 이미지 포인트(28)를 포함한다. 광이미지의 축은 이미지 서브 시스템(85)의 광축(3a)과 실질적으로 수직이다. 라인 이미지는 렌즈(46)의 초점 길이 및 모두 조절되는 분산형 프로브 빔 구성요소(130c, 130d), 및 소스(10)의 광학 대역폭등의 요소의 조합에 의해 결정된다. 라인 섹션은 대상재료을 일이상의 표면에 따라서 나누어지거나 대상재료의 표면에 놓일 수 있다. 렌즈(46)의 광축은 서브 시스템(85)의 광축에 따라서 정렬된다.The probe beam P32C is incident on the subsystem 85 to form a probe beam P32D each including the light beams P32D-1, -2, -3, -4 And passes through the lens 46. The probe beam P32D is focused by the lens 46 to illuminate the subject material 112 by forming a line image in the in-focus image plane 27 in the subject material 112. [ The line image of the in-focus image plane 27 includes an image point 28. The axis of the optical image is substantially perpendicular to the optical axis 3a of the image subsystem 85. The line image is determined by a combination of elements such as the focal length of the lens 46 and the scattered probe beam components 130c and 130d, all of which are adjusted, and the optical bandwidth of the source 10. The line sections may be divided along one or more surfaces or placed on the surface of the material of interest. The optical axis of the lens 46 is aligned along the optical axis of the subsystem 85.

도 1aa에서 광 빔(22A)은 광 빔(R22B-1, -2, -3, -4)으로 구성된 광빔(R22B)에 따라, 빔 스플리터에 의해서 부분적으로 반사된다. 도 1ad에 도시된 바와 같이, 광빔(R22B)은 서브시스템(83aa)에 입사된다. 도 1ad의 평면은 도 1aa의 평면과 수직이다. 도 1ad에 도시된 바와 같이, 광 빔(R22B)은 이상기(34-1, -2, -3, -4)로 구성된 이상기(34)에 부딪친다. 이상기(34)는 m=2로 도 1ad에 도시된 이상기(14)와 같이 2m으로 동수의 구성요소를 포함하고, 광 빔(R22B)은 이상기(34)를 통과하고, 이상기(44)를 통과해서, 광빔(R22C-1, -2, -3, -4)으로 구성된 광빔(R22S)으로 나타난다. 이상기(44)에 의해 도입된 위상 변이는 컴퓨터(118)로부터의 신호(132)에 의해 제어된다.1A, the light beam 22A is partially reflected by the beam splitter in accordance with the light beam R22B composed of the light beams R22B-1, -2, -3, -4. As shown in Fig. 1ad, the light beam R22B is incident on the subsystem 83aa. The plane of Fig. 1ad is perpendicular to the plane of Fig. As shown in Fig. 1ad, the light beam R22B hits the phase shifter 34 composed of the phase shifters 34-1, -2, -3, -4. The phase shifter 34 includes elements having the same number of 2m as the phase shifter 14 shown in 1ad with m = 2 and the light beam R22B passes through the phase shifter 34 and passes through the phase shifter 44 And appears as a light beam R22S composed of light beams R22C-1, -2, -3, -4. The phase shift introduced by the phase shifter 44 is controlled by the signal 132 from the computer 118.

이상기(34-1, 34-3)에 의해 도입된 위상 변이는 이상기(34-2, 34-4)중의 하나에 의해 도입된 위상 변이보다도 π라디안 큰 값과 동일한 값이고, 상기 이상기(34-2, 34-4)에 의해 도입된 위상은 같은 값이 된다. 이와같이, 광빔(R22C-1, -2, -3, -4)중의 임의의 두개 사이의 순 위상변이는 없다. 광빔(R22C)은광빔(R22D-1, -2, -3, -4)으로 구성된 광빔(R22D)과 같이 렌즈(56)를 통과한다. 광빔(R22D)은 인-포커스 평면(37)내의 이미지 포인트(38)의 제 1 매체 기준 빔 스폿으로 렌즈(56)에 의해서 초점이 맞춰진다. 렌즈(56)의 광축은 서브 시스템(83)의 광축을 따라서 정렬된다. 기준 빔(R22D)은 각각 광(R22D-1, -2, -3, -4)으로 구성된 기준빔(R32)을 따라서 이미지 포인트(38)내의 매체 기준 빔 스폿으로부터 발산한다. 기준 빔(R32)은 서브시스템(83aa)의 광축(3b)을 따라서 정렬된 광축을 가지고 있다. 기준 빔(R32)은 렌즈(66)로부터 발산해서 광빔(R32A-1, -2, -3, -4)로 각각 구성된 기준빔(R32A)을 따라서 서브시스템(83aa)으로 나간다.The phase shift introduced by the phase shifters 34-1 and 34-3 is the same value as the phase shift introduced by one of the phase shifters 34-2 and 34-4 by a radian larger than the phase shift introduced by the phase shifters 34-2 and 34-4, 2, and 34-4 have the same value. Thus, there is no net phase shift between any two of the light beams R22C-1, -2, -3, -4. The light beam R22C passes through the lens 56 like a light beam R22D composed of light beams R22D-1, -2, -3, -4. The light beam R22D is focused by the lens 56 into the first medium reference beam spot of the image point 38 in the in-focus plane 37. The optical axis of the lens 56 is aligned along the optical axis of the subsystem 83. The reference beam R22D diverges from the medium reference beam spot in the image point 38 along the reference beam R32 consisting of light R22D-1, -2, -3, -4, respectively. The reference beam R32 has an optical axis aligned along the optical axis 3b of the subsystem 83aa. The reference beam R32 emanates from the lens 66 and exits to the subsystem 83aa along the reference beam R32A each composed of the light beams R32A-1, -2, -3, -4.

도 1aa에는, 기준빔이 미러(120a)에 의해 반사되어서 각각 광빔(R32B-1, -2, -3, -4)으로 구성된 기준빔(R32B)을 따라 서브 시스템(95)으로 방향이 맞춰지는 것이 도시되어 있다. 도 1ae에는, 기준 빔(R32B)이 각각 광빔(R32C-1, -2, -3, -4)으로 구성된 기준 빔(R32C)에 따라 렌즈(76)를 통과하는 것이 도시되어 있다. 기준빔(R32C)은 기준 미러(120)상의 인-포커스 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)로 렌즈(76)에 의해서 초점이 맞춰진다. 렌즈(176)의 광축은 서브시스템(95)의 광축(3c)에 따라서 정렬된다.1aa shows a case where the reference beam is reflected by the mirror 120a and is directed to the subsystem 95 along a reference beam R32B consisting of optical beams R32B-1, -2, -3, Are shown. In FIG. 1A, reference beam R32B is shown passing through lens 76 in accordance with reference beam R32C, which is composed of optical beams R32C-1, -2, -3, -4, respectively. The reference beam R32C is focused by the lens 76 onto the image point 48 of the in-focus image plane 47 on the reference mirror 120. The optical axis of the lens 176 is aligned along the optical axis 3c of the subsystem 95.

도 1af에는, (도 1ac와 비교해서) 프로브 빔(P32D)의 포션은 광빔(P42-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔(P42)을 따라서 인-포커스 이미지 평면(27)내의 라인 이미지 영역의 조명된 대상재료에 의해 반사되거나/반사되고 산란되는 것이 도시되어 있다. 산란된 프로브 빔(P42)은 인-포커스 이미지 평면(27)의 라인 이미지로부터 발산해서 렌즈(46)에 입사된다. 도 1af에 도시된 바와 같이,산란된 프로브 빔(P42)은 렌즈(46)로부터 확산되어서 각각 광빔(P42A-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔(P42A)과 같이 평행하게 서브 시스템(85)을 나간다.In Fig. 1af, a portion of the probe beam P32D (as compared to Fig. 1c) is moved along the scattered probe beam P42 composed of the light beams P42-1, -2, -3, -4, Reflected and / or scattered by the illuminated object material in the line image area in the mask 27. The scattered probe beam P42 emanates from the line image of the in-focus image plane 27 and enters the lens 46. 1F, the scattered probe beam P42 is diffused from the lens 46 to form a scattered probe beam P42A composed of the light beams P42A-1, -2, -3, -4, respectively, And exits the subsystem 85 in parallel.

도 1aa에 도시된 바와 같이, 산란된 프로브 빔(P42A)은 제 4 브로브 빔 구성요소(130d)에 부딪친다. 산란된 프로브 빔(P42A)의 포션은 각각 광빔(P42B-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔과 같이 분산형 프로브 빔 구성요소(130d)에 의해서 도 1aa의 평면에서 회절된다. 산란된 프로브 빔(P42B)은 제 3 분산형 프로브 빔 구성요소(130c)에 부딪친다. 산란된 프로브 빔(P42B)의 포션은 각각 광빔(P42C-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔(P42C)과 같이 도 1aa의 평면에서 회절된다. 비록 산란된 프로브 빔(P42B, P42C)이 광 주파수 성분의 스펙트럼으로 구성되어서 도 1aa의 평면의 각도로 분산되지만, 산란된 프로브 빔(P42B, P42C)의 단지 하나의 주파수 성분의 경로는 도 1aa에 도시된 바와 같다. 산란된 프로브 빔(P42B, P42C)의 성분 경로의 광학 주파수는 도 1aa에 도시된 프로브 빔(P32B, P32C)의 성분 경로와 같은 광 주파수이다.As shown in FIG. 1A, the scattered probe beam P42A strikes the fourth probe beam component 130d. The portions of the scattered probe beam P42A are scattered by the scattered probe beam component 130d in the plane of FIG. 1Aa, such as a scattered probe beam consisting of light beams P42B-1, -2, -3, Diffracted. The scattered probe beam P42B strikes the third scattered probe beam component 130c. The portions of the scattered probe beam P42B are diffracted in the plane of Fig. 1Aa like the scattered probe beam P42C composed of the light beams P42C-1, -2, -3, -4, respectively. Although the scattered probe beams P42B and P42C are composed of the spectrum of the optical frequency components and are dispersed at the angle of the plane of Fig. 1AA, the path of only one frequency component of the scattered probe beams P42B and P42C is shown in Figs. As shown. The optical frequency of the component paths of the scattered probe beams P42B and P42C is the same as the component path of the probe beams P32B and P32C shown in FIG.

도 1ag에 도시된 산란된 프로브 빔(P42C)은 (도 1aa와 비교해서)서브 시스템(82aa)에 입사된다. 도 1ag에서, 산란된 프로브 빔(P42C)은 렌즈(36)에 입사되어서 각각 광빔(P42D-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔(P42D)과 같이 확산된다. 렌즈(36)는 산란된 프로브 빔(P42D)의 초점을 인-포커스 이미지 평면(17)내의 이미지 포인트(18)의 중간 산란된 프로브 빔 스폿으로 맞춘다. 비록 단지 산란된 프로브 빔(P42D)의 일 광 주파수 성분의 경로가 도 1ag에 도시되어 있지만, 산란된 프로브 빔(P42D)의 모든 광 주파수 성분의 이미지 포인트는 도 1ag에 개략적으로 도시된 것과 동일하다; 렌즈(36), 분산형 프로브 빔성분(130c, 130d), 렌즈(46), 및 대상재료(112)로 구성된 광학 시스템은 빔(P32)의 광 주파수 성분의 전체 스펙트럼에서 자신의 공역(conjugate)이미지 포인트가 되는 공초점 이미징 시스템이다.The scattered probe beam P42C shown in Fig. 1ag is incident on the subsystem 82aa (as compared to Fig. Iaa). In Fig. 1ag, the scattered probe beam P42C is incident on the lens 36 and diffused like a scattered probe beam P42D composed of the light beams P42D-1, -2, -3, -4, respectively. The lens 36 aligns the focal point of the scattered probe beam P42D with the intermediate scattered probe beam spot of the image point 18 in the in-focus image plane 17. Although the path of the one-light frequency component of the scattered probe beam P42D is shown in Fig. 1ag, the image point of all the optical frequency components of the scattered probe beam P42D is the same as schematically shown in Fig. 1ag ; An optical system consisting of a lens 36, scattered probe beam components 130c and 130d, a lens 46 and an object material 112 is conjugated to the entire spectrum of the optical frequency components of the beam P32, Is a confocal imaging system that is an image point.

도 1ag에 이어서, 산란된 프로브 빔(P42D)은 각각 광빔(P52-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔(P52)과 같이 이미지 포인트(18)로부터 확산된다. 산란된 프로브 빔(P52)은 렌즈(26)로 입사되어서 각각 광 빔(P52-1, -2, -3, -4)으로 구성된 산란된 프로브 빔(P52A)을 형성하도록 평행해 진다. 광 빔(P52A-1, -2, -3, -4)은 이상기(24-4, -3, -2, -1)를 각각 통과하고, 각각 광 빔(P52B0-1, -2, -3, 4)과 같이 통과한다. 광빔(P32B-1, -2, -3, -4)은 서브시스템(82aa)을 나오는 산란된 프로브 빔(P52B)을 구성한다. 이상기(24-1, 24-3)에 의해 도입된 위상 변이는 이상기(24-2, 24-4)중의 하나에 의해 도입된 위상 변이보다도 π라디안 큰 값과 동일한 값이고, 상기 이상기(24-2, 24-4)에 의해 도입된 위상은 같은 값이 된다.1AG, the scattered probe beam P42D is diffused from the image point 18 like the scattered probe beam P52 composed of the light beams P52-1, -2, -3, -4, respectively. The scattered probe beam P52 is incident on the lens 26 and becomes parallel to form a scattered probe beam P52A composed of the light beams P52-1, -2, -3, -4, respectively. The light beams P52A-1, -2, -3, -4 pass through the phase shifters 24-4, -3, -2, -1, respectively, and pass through the light beams P52B0-1, , 4). The light beams P32B-1, -2, -3, -4 constitute a scattered probe beam P52B exiting the subsystem 82aa. The phase shift introduced by the phase shifters 24-1 and 24-3 is equal to a value that is larger than the phase shift introduced by one of the phase shifters 24-2 and 24-4 by a radian, 2, and 24-4 have the same value.

도 1ah에는, (도 1ae와 비교해서) 기준빔(R32D)은 각각 광빔(R42-1, -2, -3, -4)으로 구성된 반사된 기준빔(R42)과 같이 미러(120)에 의해 반사된다. 반사된 기준빔(R42)은 인-포커스 평면(47)내의 이미지 포인트(48)로부터 발산해서 렌즈(76)애 입사된다. 도 1ah에 도시된 바와 같이, 반사된 기준 빔(R42)은, 각각 광빔(R42A-1, -2, -3, -4)로 구성된 반사된 기준 빔(R42A)과 같이 평행하게 렌즈(76)로부터 확산한다.In FIG. 1 (a), reference beam R32D (compared with FIG. 1A) is mirrored by mirror 120, such as a reflected reference beam R42 comprised of optical beams R42-1, Reflection. The reflected reference beam R42 emanates from the image point 48 in the in-focus plane 47 and enters the lens 76. As shown in Fig. 1 (a), the reflected reference beam R42 is incident on the lens 76 in parallel with the reflected reference beam R42A composed of the light beams R42A-1, -2, -3, -4, .

도 1aa에서는 반사된 기준 빔(R42A)은 미러(120a)에 의해 반사되어서 각각 광빔(R42-1, -2, -3, -4)으로 구성된 반사된 기준 빔(R42B)과 같이 서브 시스템(83aa)으로 방향이 맞춰진다. 도 1ai에서, 반사된 기준 빔(R42B)은 각각 광빔(R42C-1, -2, -3, -4)으로 구성된 반사된 기준 빔(R42C)과 같이 렌즈(66)를 통과한다. 반사된 기준 빔(R42C)은 인-포커스 이미지 평면(37)의 이미지 포인트(38)의 중간 반사된 기준 빔 이미지 스폿으로 렌즈(66)에 의해서 초점이 맞춰진다. 기준빔(R42C)은 각각 광빔(R52-1, -2, -3, -4)으로 구성된 기준빔(R52)과 같이 이미지 포인트(38)에서 중간 반사된 기준 빔 스폿으로부터 확산된다. 기준빔(R52)은 렌즈(56)에 입사해서 각각 광빔(R52A-1, -2, -3, -4)으로 구성된 기준빔(R52A)과 같이 렌즈(56)로부터 확산된다. 도 1ai에 도시된 바와 같이, 반사된 기준 빔(R52)은 각각 광빔(R52A-1, -2, -3, -4)으로 구성된 평행한 기준빔(R52A)과 같이 렌즈(56)로부터 확산한다. 광빔(R52A-1, -2, -3, -4)은 각각 광빔(R52B-1, -2, -3, -4)으로 구성된 기준빔(R52B)과 같이 확산하기 위해서 우선 이상기(44)를 통과하고, 이상기(34-4, -3, -2, -1) 각각을 통과한다. 이상기(44)에 의해서 도입된 위상 변이는 컴퓨터(118)로부터의 신호(132)에 의해 제어된다. 이상기(34-1, 34-3)에 의해 도입된 위상 변이는 이상기(34-2, 34-4)중의 하나에 의해 도입된 위상 변이보다도 π라디안 큰 값과 동일한 값이고, 상기 이상기(34-2, 34-4)에 의해 도입된 위상은 같은 값이 된다. 광빔(R32B)을 포함하는 광빔(R32B-1, -2, -3, -4)은 서브시스템(83aa)을 나온다.1A, the reflected reference beam R42A is reflected by the mirror 120a and is reflected by the subsystem 83aa, such as a reflected reference beam R42B composed of light beams R42-1, -2, -3, ). In Fig. 1ai, the reflected reference beam R42B passes through the lens 66 like a reflected reference beam R42C composed of light beams R42C-1, -2, -3, -4, respectively. The reflected reference beam R42C is focused by the lens 66 into the intermediate reflected reference beam image spot of the image point 38 of the in-focus image plane 37. The reference beam R42C is diffused from the intermediate reflected reference beam spot at the image point 38 like the reference beam R52 composed of the light beams R52-1, -2, -3, -4, respectively. The reference beam R52 is incident on the lens 56 and diffused from the lens 56 like the reference beam R52A composed of the light beams R52A-1, -2, -3, -4, respectively. As shown in Fig. 1ai, the reflected reference beam R52 diffuses from the lens 56 like a parallel reference beam R52A composed of light beams R52A-1, -2, -3, -4, respectively . The light beams R52A-1, -2, -3, -4 are first transmitted to the phase shifter 44 in order to spread like the reference beam R52B composed of the light beams R52B-1, -2, -3, And passes through each of the phase shifters 34-4, -3, -2, -1. The phase shift introduced by the phase shifter 44 is controlled by the signal 132 from the computer 118. The phase shift introduced by the phase shifters 34-1 and 34-3 is the same value as the phase shift introduced by one of the phase shifters 34-2 and 34-4 by a radian larger than the phase shift introduced by the phase shifters 34-2 and 34-4, 2, and 34-4 have the same value. The light beams R32B-1, -2, -3, -4 including the light beam R32B exit the subsystem 83aa.

본 발명의 제 5 실시예의 나머지 설명은 제 1 실시예에서 주어진 명세의 대응하는 부분과 동일하다.The remaining description of the fifth embodiment of the present invention is the same as the corresponding portion of the specification given in the first embodiment.

제 1 실시예의 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P42D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R42D)의 복소진폭사이의 간섭 크로스 항과, 제 5 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브빔(P62D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔(R62D)사이의 간섭 크로스 항은 대상재료(112)내의 두개의 실질적인 직교라인 섹션에 관한 정보를 포함하고, 상기 각각의 섹션은 동시에 얻어진다. 제 1 실시예에서, 대상재료(112)의 직교라인은 서브시스템(82)의 광축(3)과 실질적으로 평행하고, 제 5 실시예에서, 대상재료(112)내의 라인 섹션은 서브시스템(85)의 광축(3a)에 실질적으로 직교한다.The interference cross between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam P42D of the first embodiment and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D filtered by the wave number, The interference cross-term between the complex amplitude of the wavenumber-filtered and spatially filtered scattered probe beam P62D and the spatially filtered reflected reference beam R62D filtered by the wavenumbers of the five exemplary embodiments, And the respective sections are obtained at the same time. In the first embodiment, the orthogonal lines of the object material 112 are substantially parallel to the optical axis 3 of the subsystem 82, and in the fifth embodiment, the line sections in the object material 112 are aligned with the subsystem 85 And is substantially orthogonal to the optical axis 3a.

본 발명의 제 5 바람직한 실시예에서 레벨 1 구분은, 분산형 프로브 빔 구성요소(130c, 130b) 및 분산형 검출기 구성요소(130a, 130b)에 의해 한정되는 평면에 직교하는 평면에서 본 발명의 장치의 이미징 서브시스템의 임펄스 응답 함수를 조정해서 얻어진다. 레벨 1 형 구분은, 각각의 광축에 대해서 π/2라디안 회전된 이상기(14, 24, 34)를 구비한 제 5 바람직한 실시예와 실질적으로 동일한 변형물의 장치 및 전자 프로세싱 수단이 실질적으로 제 5 바람직한 실시예와 같은 제 5 바람직한 실시예의 변형물을 통해서 얻어질 수 있다. 제 5 바람직한 실시예의 변형물의 아웃-오브-포커스 이미지의 구조적인 효과의 감소는 제 5 바람직한 실시예와 같다. 제 5 바람직한 실시예의 변형물의 아웃-오브-포커스 이미지로 인한 통계적인 효과는 종래의 기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것이하로 감소하지만제 5 바람직한 실시예의 장치로 얻어지는 것과 일반적으로 같지는 않다.In a fifth preferred embodiment of the present invention, the level 1 demarcation is defined by the device of the present invention in a plane perpendicular to the plane defined by the dispersive probe beam components 130c, 130b and the dispersive detector components 130a, By adjusting the impulse response function of the imaging subsystem of FIG. The level 1 type division is characterized in that the device and the electronic processing means of the modification substantially identical to the fifth preferred embodiment with the phase shifters 14, 24 and 34 rotated by? / 2 radians for each optical axis are substantially the fifth preferred embodiment Can be obtained through a modification of the fifth preferred embodiment like the embodiment. The reduction of the structural effect of the out-of-focus image of the variant of the fifth preferred embodiment is the same as the fifth preferred embodiment. The statistical effect due to the out-of-focus image of the variant of the fifth preferred embodiment is reduced to that which is obtained in the confocal interference microscope of the prior art, but is not generally the same as that obtained with the apparatus of the fifth preferred embodiment.

제 2 그룹의 실시예로부터의 본 발명의 제 6 바람직한 실시예는 제 1 그룹의 실시예로부터 제 2 실시예의 동일한 수의 구성요소와 유사한 기능을 하는 다수의 구성요소를 구비하고 제 6 실시예는 근사 슬릿형 공초점 마이크로스코피에 맞춰진다. 도 2a에 도시된 공초점 마이크로스코피 시스템에서, 서브시스템(82)은 서브 시스템(82aa), 분산형 구성요소(130c, 130d), 및 서브시스템(85)으로 대치된다; 그리고 서브 시스템(83)은 도 2aa에 도시된바와 같이, 서브시스템(83aa), 미러(120a), 및 서브시스템(95)으로 대치되어서 본 발명의 제 6 바람직한 실시예를 제공한다. 제 6 실시예는 빔 스플리터(100), 대상재료(112), 트랜스래이터(116), 기준 미러(120), 분산형 프로브 빔 구성요소(130c, 130d), 분산형 검출기 구성요소(130a, 130b), 검출기(114a)로 구성된 미켈슨 간섭계를 포함한다.The sixth preferred embodiment of the present invention from the second group of embodiments comprises a plurality of components which function similarly to the same number of components of the first to the second embodiment from the first group of embodiments, It is fitted to an approximate slit-shaped confocal microscope. In the confocal microscopy system shown in FIG. 2A, subsystem 82 is replaced by subsystem 82aa, distributed components 130c and 130d, and subsystem 85; The subsystem 83 is then replaced by a subsystem 83aa, a mirror 120a, and a subsystem 95, as shown in Figure 2aa, to provide a sixth preferred embodiment of the present invention. The sixth embodiment includes a beam splitter 100, an object material 112, a translators 116, a reference mirror 120, scattered probe beam components 130c and 130d, scattered detector components 130a, 130b, and a detector 114a.

제 6 실시예의 나머지 설명은 제 2 및 제 5 실시예의 주어진 명세의 대응부분과 동일하다.The remaining description of the sixth embodiment is the same as the corresponding portion of the given specification of the second and fifth embodiments.

제 2 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로 빔(P42D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R42D)의 복소진폭의 사이의 간섭 크로스 항과, 제 6 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P62D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R62D)의 복소진폭은 대상재료의 실질적인 직교 2차원 섹션에 관한 정보를 포함하고, 각각의 2차원 표면의 이미지 포인트는 동시에 얻어진다. 제 2 실시예에서, 대상재료(112)의 2차원 섹션의 법선은 서브 시스템(82)의 광축(3)과 실질적으로 직교하고, 제 6 실시예에서, 대상재료(112)의 2차원 섹션의 법선은 서브 시스템(85)의 광축(3a)과 실질적으로 직교한다.The interference cross between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe P42D of the second embodiment and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D filtered by the wavenumbers, The complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflected reference beam R62D, filtered by the complex amplitude and wave number of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam P62D of Example 6, is applied to a substantially orthogonal two-dimensional section of the material of interest And the image points of each two-dimensional surface are obtained at the same time. In the second embodiment, the normal of the two-dimensional section of the object material 112 is substantially orthogonal to the optical axis 3 of the subsystem 82, and in the sixth embodiment, the normal of the two- The normal is substantially orthogonal to the optical axis 3a of the subsystem 85.

제 7 그룹의 실시예로부터의 본 발명의 제 7 바람직한 실시예는 제 1 그룹의 실시예로부터 제 3 실시예의 동수의 구성요소와 유사한 기능을 하는 다수의 구성요소를 구비한다. 도 3a에 도시된 공초점 마이크로스코피 시스템에서, 서브 시스템(82)은 서브 시스템(82aa), 분산형 구성요소(130c, 130d), 및 서브시스템(85)으로 대치된다; 그리고 서브 시스템(83a)은 도 3aa에 도시된 바와 같이, 서브시스템(83ab), 미러(120a), 및 서브시스템(95)으로 대치되어서 본 발명의 제 7 바람직한 실시예를 제공한다. 제 7 실시예는 빔 스플리터(100), 대상재료(112), 트랜스래이터(116), 기준 미러(120), 분산형 프로브 빔 구성요소(130c, 130d), 분산형 검출기 구성요소(130a, 130b), 검출기(114a)로 구성된 미켈슨 간섭계를 포함한다.A seventh preferred embodiment of the present invention from an embodiment of the seventh group comprises a plurality of components which function similar to the same number of elements from the first group of embodiments to the third embodiment. In the confocal microscopy system shown in FIG. 3A, the subsystem 82 is replaced by a subsystem 82aa, distributed components 130c and 130d, and a subsystem 85; The subsystem 83a is then replaced by a subsystem 83ab, a mirror 120a, and a subsystem 95, as shown in Figure 3aa, to provide a seventh preferred embodiment of the present invention. The seventh embodiment includes a beam splitter 100, an object material 112, a translators 116, a reference mirror 120, scattered probe beam components 130c and 130d, scattered detector components 130a, 130b, and a detector 114a.

제 7 실시예의 나머지 설명은 제 3 및 제 6 실시예의 주어진 명세의 대응부분과 동일하다.The remaining description of the seventh embodiment is the same as the corresponding part of the given specification of the third and sixth embodiments.

제 3 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로 빔(P42D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R42D)의 복소진폭의 사이의 간섭 크로스 항과, 제 7 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P62D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R62D)의 복소진폭은 대상재료의 2개의 실질적인 직교 라인 섹션에 관한 정보를 포함하고, 상기 각각의 라인 섹션의 이미지 포인트는 동시에 얻어진다. 제 3 실시예에서, 대상재료(112)은 제 7 실시예의 서브 시스템(82)의 광축(3)과 실질적으로 평행하고, 제 7 실시예에서, 대상재료(112)의 라인 섹션은 서브 시스템(85)의 광축(3a)과 실질적으로 직교한다.The interference cross between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe P42D of the third embodiment and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D filtered by the wave number, The complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflected reference beam R62D filtered by the complex amplitude and wave number of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam P62D of Example 7 corresponds to the two substantially orthogonal line sections And the image points of each of the line sections are obtained at the same time. In the third embodiment, the subject material 112 is substantially parallel to the optical axis 3 of the subsystem 82 of the seventh embodiment, and in the seventh embodiment, the line section of the subject material 112 is sub- 85 substantially orthogonal to the optical axis 3a.

제 2 그룹의 실시예로부터의 본 발명의 제 8 바람직한 실시예는 제 1 그룹의 실시예로부터의 제 4 실시예의 동일한 번호의 구성요소와 유사한 기능을 하는 다수의 구성요소를 구비한다. 도 4a에 도시된 공초점 마이크로스코피 시스템에서, 서브시스템(82)은 서브 시스템(82aa), 분산형 구성요소(130c, 130d), 및 서브시스템(85)으로 대치된다; 그리고 서브 시스템(83a)은 도 4aa에 도시된 바와 같이, 서브시스템(83ab), 미러(120a), 및 서브시스템(95)으로 대치되어서 본 발명의 제 8 바람직한 실시예를 제공한다. 제 8 실시예는 빔 스플리터(100), 대상재료(112), 트랜스래이터(116), 기준 미러(120), 분산형 프로브 빔 구성요소(130c, 130d), 분산형 검출기 구성요소(130a, 130b), 검출기(114a)로 구성된 미켈슨 간섭계를 포함한다.The eighth preferred embodiment of the present invention from the second group of embodiments comprises a number of components which function similar to the same numbered components of the fourth embodiment from the first group of embodiments. In the confocal microscopy system shown in FIG. 4A, subsystem 82 is replaced by subsystem 82aa, distributed components 130c and 130d, and subsystem 85; The subsystem 83a is then replaced by a subsystem 83ab, a mirror 120a, and a subsystem 95, as shown in Figure 4aa, to provide an eighth preferred embodiment of the present invention. The eighth embodiment includes a beam splitter 100, an object material 112, a translators 116, a reference mirror 120, scattered probe beam components 130c and 130d, scattered detector components 130a, 130b, and a detector 114a.

제 8 실시예의 나머지 설명은 제 4 및 제 7 실시예의 주어진 명세의 대응부분과 동일하다.The remaining description of the eighth embodiment is the same as the corresponding part of the given specification of the fourth and seventh embodiments.

제 4 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로 빔(P42D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R42D)의 복소진폭의 사이의 간섭 크로스 항과, 제 7 실시예의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P62D)의 복소진폭과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R62D)의 복소진폭은 대상재료의 2개의 실질적인 직교 2차원 섹션에 관한 정보를 포함하고, 상기 각각의 2차원 섹션의 이미지 포인트는 동시에 얻어진다. 제 4 실시예에서, 대상재료(112)의 2차원 섹션의 법선은 서브 시스템(82)의 광축(3)과 실질적으로 직교하고, 제 8 실시예에서, 대상재료(112)의 2차원 섹션의 법선은 서브 시스템(85)의 광축(3a)과 실질적으로 직교한다.The interference cross between the complex amplitude of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe P42D of the fourth embodiment and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam R42D filtered by the wave number, The complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflected reference beam R62D, filtered by the complex amplitude and frequency of the wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam P62D of Example 7, corresponds to two substantially orthogonal two-dimensional Section, and the image points of each of the two-dimensional sections are obtained simultaneously. In the fourth embodiment, the normal of the two-dimensional section of the object material 112 is substantially orthogonal to the optical axis 3 of the subsystem 82 and, in the eighth embodiment, The normal is substantially orthogonal to the optical axis 3a of the subsystem 85.

본 발명의 제 9, 제 10, 제 7 및 제 12 실시예, 및 제 3 그룹의 실시예의 변형물은, 이상기(14, 24, 34, 34a)가 생략된 것만을 제외하면 각각 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 실시예 및 변형물의 동일한 구성요소 및 서브 시스템을 포함한다. 제 3그룹의 실시예에서 본 발명의 실시예 및 변형물의 나머지 명세는, 주어진 시간 간격에서 이미지를 얻는 통계적인 정확성의 레벨에 관한 것만을 제외하고는 제 1 그룹의 실시예로부터의 본 발명의 실시예 및 변형물에서 주어진 명세의 대응부분과 동일하다.Modifications of the ninth, tenth, seventh and twelfth embodiments of the present invention and the third group of embodiments are the same as those of the first embodiment except that the phase shifters 14, 24, 34 and 34a are omitted, 1, the second, third and fourth embodiments, and variations of the same. In the third group of embodiments, the remainder of the embodiments of the invention and the modifications of the variants are identical to the embodiments of the invention from the first group of embodiments except for the level of statistical accuracy of obtaining an image at a given time interval ≪ / RTI > is the same as the corresponding part of the specification given in the example and variant.

본 발명의 실시예 및 변형물의 소정의 시간 간격에서 이미지를 획득하는 통계학적 정확성의 레벨은 제 3 그룹의 실시예로부터 본 발명의 실시예 및 변형물로 소정의 시간 간격으로 이미지를 획득하는 통계학적인 정확성의 레벨보다 우수하다. 그러나, 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로 도입된 통계학적인 에러는, 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피에서 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로서 도입된 대응하는 통계학적 에러에 비해서, 본 발명의 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 변형물의 장치에서 훨씬더 감소될 것이다.Embodiments of the present invention and the level of statistical accuracy at which images are acquired at predetermined time intervals of a variant are obtained from embodiments of the third group and statistical methods for obtaining images at predetermined time intervals with embodiments of the present invention It is superior to the level of accuracy. However, the statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image is less than the corresponding statistical error introduced as the amplitude of the out-of-focus image in the prior art confocal interferometer microscopy. The embodiments of the third group of embodiments and the apparatus of the variants.

파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔의 복소진폭과 실시예의 검출기 이미지 평면내의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 복소진폭사이의 간섭 크로스 항의 크기는 픽셀 대 픽셀로 비교해서, 종래의 기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서의 대응하는 간섭 크로스 항에서 획득된 것과 실질적으로 동일할 것이다. 그러나, 소정의 시간 간격에서, 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 장치로 얻어진 대상재료의 이미지화된 라인 섹션의 각각의 이미지 포인트마다의 통계학적인 에러는 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 단일 이미지 포인트에서, 그리고 동일한 시간 간격에서, 얻어진 것과 실질적, 통계학적으로 동일하다. 유사한 설명은 대상재료의 2차원섹션의 이미지화와 비교해서 적용된다. 이런 차이는 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로서 도입된 통계적인 에러가, 동일한 시간 간격에서 얻어진 대상재료의 라인섹션 또는 2차원 섹션의 이미지의 통계학적인 정확성을 고려할 때, 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 아웃-오브-포커스 이미지에 의해 도입된 대응하는 통계학적인 에러와 비교해서 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물에서 훨씬 더 감소될 것이라는 판단에 근거한다.The magnitude of the interference cross-term between the complex amplitude of the wave-filtered and spatially filtered background beam and the complex amplitude of the spatially filtered reflected reference beam filtered with the wave number in the detector image plane of the embodiment is compared with the pixel- Will be substantially the same as those obtained in the corresponding interference cross term in the confocal interference microscope of Fig. However, at certain time intervals, the statistical errors for each image point of the imaged line section of the material of interest obtained with the embodiment of the third group of embodiments and the apparatus of the variant thereof are compared with those of prior art confocal interferometer microscopy At a single image point of, and at the same time interval. A similar description applies in comparison to the imaging of a two-dimensional section of the material of interest. This difference is due to the statistical error introduced as the amplitude of the out-of-focus image, considering the statistical accuracy of the image of the line section or two-dimensional section of the material of interest obtained at the same time interval, Based image is much more reduced in embodiments of the third group of embodiments and variants thereof as compared to the corresponding statistical errors introduced by the out-of-focus image of the micro-scopes.

제 4 그룹의 실시예로부터 본 발명의 바람직한 실시예(13, 14, 15, 16) 및 그 변형물은 각각 이상기(14, 24, 34, 34a)를 생략한 것만을 제외하고는 본 발명의 제 5, 제 6, 제 7, 제 8실시예 및 그 변형물과 동일한 구성요소 및 서브 시스템을 포함한다. 제 4 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 나머지 명세는 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨에 관한 것을 제외하면 제 7 그룹의 실시예로부터의 실시예 및 그 변형물에 주어진 명세의 대응하는 부분과 동일하다.Preferred embodiments (13, 14, 15, 16) and variants thereof of the present invention from the fourth group of embodiments are identical to the embodiments of the present invention except that the phase shifters 14, 24, 34, Fifth, sixth, seventh, eighth embodiment and its variants. Embodiments of the fourth group of embodiments and the remainder of the variants thereof are the same as those of the embodiment from the seventh group of embodiments except for the reduction of the background from the out-of-focus image and the level of correction, It is the same as the corresponding part of the given specification.

제 2 그룹의 실시예로부터 실시예 및 그 변형물로 얻어진 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨은 제 4 그룹의 실시예로부터의 실시예 및 그 변형물을 가지고 얻어진 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨보다 높다. 그러나, 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로 도입된 통계학적인 에러는 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로 도입된 대응하는 통계적인 에러에 비해서 휠씬 더 감소될 것이다. 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔의 복소진폭과, 제 4 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 검출기 이미지 평면에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 복소진폭과의 사이의 간섭 크로스 항의 크기는 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 대응하는 간섭 크로스 항에서 얻어진 것과 픽셀 대 픽셀로 비교해서 실질적으로 동일할 것이다. 그러나, 소정의 시간 간격에서, 제 4 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 장치로 얻어진 대상재료의 이미지화된 라인 섹션의 각각의 이미지 포인트당 통계학적인 에러는 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 단일 이미지 포인트에서, 그리고 동일한 시간 간격에서, 얻어진 것과 실질적, 통계학적으로 동일하다. 유사한 설명은 대상재료의 2차원섹션의 이미지화와 비교해서 적용된다. 이런 차이는 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로 도입된 통계적인 에러가, 동일한 시간 간격에서 얻어진 대상재료의 라인섹션 또는 2차원 섹션의 이미지의 통계학적인 정확성을 고려할 때, 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 아웃-오브-포커스 이미지에 의해 도입된 대응하는 통계학적인 에러와 비교해서 제 4 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물에서 훨씬 더 감소될 것이라는 판단에 근거한다.The background reduction and correction level from the out-of-focus image obtained from the embodiment of the second group to the embodiment and its variants is similar to the embodiment from the fourth group of embodiments and the out- Is higher than the level of reduction and correction of the background from the orbital image. However, the statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image will be much less than the corresponding statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image of the prior art confocal interferometer microscope . The complex amplitude of the spatially filtered and spatially filtered background beam and the complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflected reference beam in the detector image plane of the embodiment of the fourth group of embodiments and its variants The magnitude of the interference cross term between them will be substantially the same as compared to those obtained in the corresponding interference cross term of the prior art confocal interferometer microscope pixel by pixel. However, at certain time intervals, the statistical errors per image point of the imaged line section of the object material obtained with the embodiment of the fourth group of embodiments and the apparatus of its variants are less than those of prior art confocal interferometer microscopes At a single image point, and at the same time interval, it is substantially statistically the same as that obtained. A similar description applies in comparison to the imaging of a two-dimensional section of the material of interest. This difference is due to the statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image, considering the statistical accuracy of the image of the line section or two-dimensional section of the material of interest obtained at the same time interval, Based on the determination that the corresponding statistical error introduced by the out-of-focus image of the micro-scopes will be much more reduced in the embodiment of the fourth group of embodiments and its variants.

제 5 그룹의 실시예로부터 본 발명의 바람직한 실시예(17, 18, 19, 20) 및 그 변형물은, 제 1 그룹의 실시예 및 그 변형물의 비수색성 프로브 렌즈를 수색성 프로브 렌즈로 대치시킨 것을 제외하고는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 실시예 및 그 변형물과 동일한 구성요소 및 서브 시스템을 포함한다. 제 5 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 나머지 명세는 소정의 시간 간격에서 얻어진 통계학적인 정확성의 레벨에 관한 것을 제외하면 제 1 그룹의 실시예로부터의 실시예 및 그 변형물에 주어진 명세의 대응하는 부분과 동일하다.Preferred embodiments (17, 18, 19, 20) and variants thereof of the present invention from the fifth group of embodiments replace the non-chromatic probe lenses of the first group of embodiments and their modifications with the probable probe lenses And the same components and subsystems as those of the first, second, third, fourth embodiment and its variants. The embodiment of the fifth group of embodiments and the remainder of the variants thereof are the same as the embodiment from the first group of embodiments and the correspondence of the specification given to the variant, except for the level of statistical accuracy obtained in the given time interval .

제 5 그룹의 실시예로부터 실시예 및 그 변형물로 얻어진 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨은 제 1 그룹의 실시예로부터의 실시예 및 그 변형물을 가지고 얻어진 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨과 동일하다. 그러나, 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로 도입된 통계학적인 에러는 제 5 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 장치로 아웃-오브-포커스 이미지의 진폭으로 도입된 대응하는 통계학적 에러에 비해서 제 1 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 장치에서 더 우수하고 상기 제 5 그룹의 실시예는 이미지포인트를 시간적으로 연속해서 획득한다.The reduction of the background and the level of correction from the out-of-focus image obtained from the embodiment of the fifth group to the embodiment and its variants is achieved by the embodiment from the first group of embodiments and the out- Is equal to the level of reduction and correction of the background from the orbital image. However, the statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image is less than the corresponding statistical error introduced by the amplitude of the out-of-focus image into the embodiment of the fifth group of embodiments In the embodiment of the group of embodiments and the apparatus of its variants, the better and the fifth group of embodiments acquire image points in succession in time.

제 5 그룹의 실시예로부터 실시예 및 그 변형물로 얻어진, 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨은 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피를 가지고 얻은 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 감소 및 보정의 레벨보다 훨씬 더 우수하다. 파수로 필터링되고, 공간적으로 필터링된 배경 빔의 복소진폭과, 제 5 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물의 검출기 이미지 평면에서의 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 복소진폭과의 사이의 간섭 크로스 항의 크기는 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피의 대응하는 간섭 크로스 항에서 얻어진 것과 픽셀 대 픽셀로 비교해서 실질적으로 동일할 것이다. 이와같이, 소정의 시간 간격에서 제 5 그룹의 실시예로부터의 실시예 및 그 변형예를 가지고 이미지를 얻을 때의 통계학적인 정확성과 계층적인 에러의 레벨은 종래의 기술의 공초점 간섭계 마이크로스코피를 가지고 동일한 시간 간격에서 이미지를 얻을 때의 통계학적에러와 계층적인 에러의 레벨보다도 우수하다.The reduction of the background from the out-of-focus image and the level of correction, obtained from the embodiment of the fifth group and the variants thereof, are the out-of-focus images obtained with the prior art confocal interferometer microscopes Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI > The complex amplitude of the spatially filtered and spatially filtered background beam and the complex amplitude of the filtered and spatially filtered reflected reference beam in the detector image plane of the embodiment of the fifth group of embodiments and its variants The magnitude of the interference cross term between them will be substantially the same as compared to those obtained in the corresponding interference cross term of the prior art confocal interferometer microscope pixel by pixel. Thus, the statistical accuracy and the level of hierarchical error in obtaining images with embodiments from the fifth group of embodiments and variants thereof in a given time interval may be the same with the prior art confocal interferometer microscopes Which is better than the level of statistical errors and hierarchical errors in obtaining images at time intervals.

당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 신호의 감소의 등급 및 공간 해상력에 대해서 본 발명의 특성을 바꾸기 위해 이상기(14, 24, 34, 34a)가 어포다이즈될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또한 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 이상기(14, 24, 34, 34a)의 기능이 기타 이상기의 조합에 의해 수행될 수 있거나 동심 애뉼리(concentric annuli) 또는 기하학적인 패턴의 섹션으로 구성된 구성요소를 가지고 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that phase shifters 14, 24, 34, and 34a may be used to change the characteristics of the present invention with respect to the degree of signal degradation and spatial resolution from out-of-focus images without departing from the spirit and scope of the present invention. As shown in FIG. It will also be understood by those skilled in the art that the function of the phase shifters 14, 24, 34, 34a can be performed by a combination of other phase shifters without departing from the spirit and scope of the present invention or of a concentric annuli or a section of a geometric pattern Components of the present invention.

이상기(14, 24, 34, 34a, 44)는 전자광학 타입 또는 분산형 광학 구성요소 타입이 될 수 있다. 분산형 광학 구성요소 타입의 기준은 하기의 광대역 동작에 관한 단락에 주어진다. 대안적으로, 이상기(44)에의해 도입되는 것으로 설명되는 위상 변이는 대안적으로, 예를들어 기준 미러(120)등과 같은 미러를 미러의 반사면에법선 방향으로 재배치함으로써 발생될 수 있다.The phase shifters 14, 24, 34, 34a, 44 may be of the electrooptical type or of the dispersive optical component type. The criteria for the type of dispersive optical component are given in the paragraph on broadband operation below. Alternatively, the phase shift described as being introduced by phase shifter 44 may alternatively be generated by rearranging a mirror, such as reference mirror 120, for example, normal to the mirror's reflective surface.

이상기(14, 24, 34, 34a, 44)에 의해 발생된 위상 변이가 파장에 의존하지 않을 때, 광대역 소스의 본 발명의 장치의 향상된 성능이 얻어진다. 이상기(14, 24, 34, 34a, 44)를 H.A.Hill, J.W.Figoski 및 P.T.Ballard의 미국특허 제 4, 213, 706호('80.7)인 "Background Compensating Interferometer" 및 H.A.Hill, J.W.Figoski 및 P.T.Ballard의 미국특허 제 4, 304, 464 호('81.12)인 "Background Compensating Interferometer"에 개시되어 있는 타입으로 설계함으로써 광대역 이상기의 필요조건을 맞출 수 있다.When the phase shifts generated by the phase shifters 14, 24, 34, 34a and 44 are not wavelength dependent, an improved performance of the inventive arrangement of a broadband source is obtained. The phase shifters 14, 24, 34, 34a and 44 are represented by HAHill, JW Figoski and PTBallard, US Pat. No. 4,213,706 ('80 .7), "Background Compensating Interferometer," and HAHill, JW Figoski and PTBallard Quot; Background Compensating Interferometer ", U.S. Patent No. 4,304,446 ('81. 12), the requirements of a broadband phase shifter can be met.

5개 그룹의 실시예의 각각의 실시예 및 그 변형물에는, 대상재료의 정보를 기록하기 위한 기록매체를 포함하는 대응하는 실시예 또는 변형물이 있다. 정보를 기록하는 각각의 실시예 및 변형물은 하기의 구성의 변화를 제외하고는 제 5 그룹의 실시예의 대응하는 실시예 및 변형물의 방법 및 장치를 포함한다; 소스 및 참조 미러 서브 시스템은 상호 교환되고 검출기 및 검출기 핀홀은 실질적으로는 기록 미러의 후면에 부딪치는 소스로부터의 광으로 방향이 정해진 기록 미러로 재배치된다. 기록 미러의 반사도 및 기록 미러에 의해 도입된 위상변이는 대상재료상의 소망의 이미지를 발생하도록 위상 변이 산물에 대해서 정렬된 기록미러 상의 위치지정의 기능을 한다. 위상변이 산물은, 제 5 그룹의 실시예의 실시예 및 그 변형물에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 측정된 강도의 값을 얻도록 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 위상변이의 시퀀스를 도입한 산물과 유사한 기능을 수행한다.Each embodiment of the five group of embodiments and its variants has a corresponding embodiment or variant comprising a recording medium for recording information of the material of interest. Each embodiment and variant for recording information includes the corresponding embodiments of the fifth group of embodiments and the method and apparatus of the variant, except for the following configuration changes; The source and reference mirror subsystems are interchanged and the detector and detector pinholes are relocated to a recording mirror oriented to light from a source that substantially hits the back surface of the recording mirror. The reflectivity of the write mirror and the phase shift introduced by the write mirror serve to position on the write mirror aligned with respect to the phase shift product to produce the desired image on the target material. The phase shifting product is a wavenumber filtered and spatially filtered reflected reference beam to obtain values of the first, second, third and fourth measured intensities in the embodiment of the fifth group of embodiments and its variants Performs a similar function to the product that introduced the sequence of phase shifts.

상기 설명된 기록의 실시예에서, 기록 처리는 다수의 상이한 메카니즘을 포함하고 광 디스크인 기록매체는 다수의 상이한 물질 및 상이한 물질의 혼합물을 포함한다. 기록처리의 실시예는 광화학 홀버닝을 비롯해서 패러데이 회전 및 커 효과와 같은 전자광학 효과 및 자기 광학 효과를 포함한다.In an embodiment of the above-described recording, the recording process includes a number of different mechanisms and the recording medium, which is an optical disc, comprises a multiplicity of different materials and a mixture of different materials. Embodiments of the recording process include electrophotographic and magneto-optical effects such as Faraday rotation and Kerr effect as well as photochemical hole burning.

자기 광학 효과가 기록과정에 사용되어서 산란된 또는 투과된 프로브 빔의 편광 상태의 변화를 검출함으로써 저장된 정보가 검색될 때, 제 5 그룹의 실시예의 실시예는 산란된 프로브 빔의 복소진폭이외에 산란된 프로브 빔의 편광을 검출하도록 구성된다. 제 5 그룹의 실시예는 산란된 프로브 빔을 편광 빔 스플리터등의 애널라이저에 통과시켜서 애널라이저에 의해서 분리된 산란된 프로브 빔의 편광상태의 복소진폭을 측정함으로써 산란된 프로브 빔의 변향을 측정하도록 구성된다.When the magneto-optic effect is used in the recording process and the stored information is retrieved by detecting a change in the polarization state of the scattered or transmitted probe beam, the embodiment of the fifth group of embodiments differs from the complex amplitude of the scattered probe beam And is configured to detect the polarization of the probe beam. The fifth group of embodiments is configured to measure the scattering of the scattered probe beam by passing the scattered probe beam through an analyzer such as a polarizing beam splitter and measuring the complex amplitude of the polarized state of the scattered probe beam separated by the analyzer .

진폭기록 매체, 비선형 진폭기록 측정 매체 및/또는 위상 기록매체가 상기 설명된 기록의 실시예, 기록 매체 내의 이미지와 연관된 감소된 통계학적 에러 및 감소된 계층적 에러, 상기 설명된 기록 실시예의 특성과 함께 사용될 때, 메모리 사이트 내에 저장된 데이터의 밀도는 N×M에 비례하고, 여기서 N 및 M은 제 5 그룹 실시예인 판독 실시예의 설명에 사용된 것과 동일한 의미를 지닌다.The amplitude recording medium, the nonlinear amplitude recording recording medium and / or the phase recording medium may be used in combination with an embodiment of the described recording, reduced statistical errors and reduced hierarchical errors associated with images in the recording medium, When used together, the density of the data stored in the memory site is proportional to N x M, where N and M are the same as those used in the description of the readout embodiment, which is the fifth group embodiment.

소정의 메모리 사이트에 저장된 정보 콘텐트는 기록 실시예 및 그 변형물의 기록 미러에 의해 발생된 반사력의 공간 분포 및 위상변이의 공간 분포에 의해 제어된다. 기록 미러에 의해 발생된 윈도우화된(windowed) 반사력 및 윈도우화된 위상변이는 미러의 전면에 위치된 전자 광학 진폭 변조기 및 이상기의 메트릭스에 의해서 제어되고, 상기 전자 광학 진폭 변조기 및 이상기는 컴퓨터에 의해 제어된다.반사력 및 위상변이의 윈도우화(windowing)는 제 5 그룹의 실시예의 측정된 복소 산란 진폭의 진폭 및 위상의 윈도우화에 사용되는 것과 유사하다.The information content stored at a given memory site is controlled by the spatial distribution of the reflected power and the spatial distribution of the phase shift generated by the recording mirror of the recording embodiment and its variants. The windowed reflectivity and windowed phase shifts caused by the write mirror are controlled by the metrics of the electrooptic amplitude modulator and the phase shifter located at the front of the mirror and the electrooptic amplitude modulator and phase shifter are connected to the computer The windowing of the reflected power and the phase shift is similar to that used for windowing the amplitude and phase of the measured complex scattering amplitude of the fifth group of embodiments.

프로브 렌즈의 축방향의 제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 변형물에 의해 측정된, 공간적으로 필터링되고, 파수로 필터링된 산란된 프로브 빔과 공간적으로 필터링되고 파수로 필터링된 기준 빔의 간섭 항은 대상재료의 이미지 사이트에서의 복소 산란 진폭의 푸리에 변환에 비례한다. 유사하게, 제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 변형물에 대응하는 실시예 및 변형물을 기록함으로써 메모리사이트에 저장된 정보는 대응하는 공간적으로 필터링되고 파수로 필터링된, 기록 미러에 의해 반사된 빔과 공간적으로 필터링되고, 파수로 필터링된 반사된 기준빔에 비례하고, 기록 미러의 각각의 사이트의 복소 반사력의 푸리에 변환에 비례한다.A spatially filtered and wavenely filtered scattered probe beam and a spatially filtered and wavenhed filtered reference beam measured by embodiments and variants of the first and third group of embodiments of the axial direction of the probe lens The interference term is proportional to the Fourier transform of the complex scattering amplitude at the image site of the material of interest. Similarly, by recording embodiments and variants corresponding to embodiments and variants of the first and third groups of embodiments, the information stored in the memory site is stored in a corresponding spatially filtered and wavenely filtered, mirrored Is proportional to the reflected reference beam spatially filtered with the filtered beam and filtered by the wavenumbered beam and is proportional to the Fourier transform of the complex reflection power of each site of the recording mirror.

당업자는, 기록 미러에 의해 반사된 공간적으로 필터링되고 파수로 필터링된 빔과 공간적으로 필터링되고 파수로 필터링된 반사된 기준빔 사이의 간섭 항이 메모리 사이트에 저장되는 정보의 역 푸리에 변환에 비례하도록, 기록 미러의 복소 반사력이 결정될 때, 프로브 빔의 축방향으로 제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 변형에 의해 측정된 공간적으로 필터링되고 파수로 필터링된 산란된 프로브 빔과 공간적으로 필터링되고 파수로 필터링된 반사된 기준빔사이의 측정된 간섭 항은 저장된 원래의 정보에 비례한다. 이와같이, 본 실시예에서는 저장된 원래의 정보를 회복하기 위해서 제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 실시예 및 변형물에 의해 측정된 복소 산란 진폭의, 프로브 렌즈의 축방향의 푸리에 변환을 실시할 필요가 없다.One of ordinary skill in the art will recognize that the interference term between the spatially filtered and wasted filtered beam reflected by the recording mirror and the spatially filtered and wasted filtered reference beam is proportional to the inverse Fourier transform of the information stored at the memory site, When the complex reflection power of the mirror is determined, the spatially filtered and wavenely filtered scattered probe beam measured spe- cifically by the embodiment and variations of the first and third group embodiments in the axial direction of the probe beam, The measured interference terms between the filtered reference beams filtered by the filter are proportional to the stored original information. Thus, in this embodiment, it is necessary to perform the axial Fourier transform of the complex scattering amplitude measured by the embodiments of the first and third groups of embodiments and the modifications to recover the stored original information none.

제 1 및 제 3 그룹의 실시예중의 어느 하나의 이점은 집적회로 제조에 사용되는 웨이퍼의 토모그래픽 복합 진폭 이미지가 종래의 기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소되었거나 동일한 통계적인 에러 및 상당히 감소된 초점이 맞지않는 이미지로부터의 배경으로, 웨이퍼 표면으로 또는 표면에서 깊이 방향의 라인섹션의 동시적 이미지화에 의해 완성되는 것이다. 웨이퍼 표면으로 또는 표면에서 웨이퍼의 깊이 방향의 라인섹션의 동시적 이미징은 웨이퍼의 병진운동, 스캐닝 및/또는 진동에 의해 발생되는 웨이퍼의 동작에 대한 반응성을 대폭으로 줄이기 위해 사용될 수 있다. 웨이퍼의 또는 웨이퍼내의 표면에서 웨이퍼의 깊이 방향의 라인섹션의 동시 이미징은 다중깊이에서 동시에 얻어지는 정보를 가지고 웨이퍼의 표면과 내표면을 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있다.One advantage of any of the embodiments of the first and third groups is that the tomographic composite amplitude images of the wafers used in integrated circuit fabrication are significantly better than those obtained with the single pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Is accomplished by simultaneous imaging of line sections in the depth direction to or from the wafer surface, either as a background from reduced or identical statistical errors and significantly reduced unfocused images. Simultaneous imaging of the line section in or out of the wafer surface or in the depth direction of the wafer can be used to significantly reduce the reactivity to wafer motion caused by translation, scanning and / or vibration of the wafer. Simultaneous imaging of the line section in the depth direction of the wafer at or within the surface of the wafer can additionally be used to identify the surface and inner surface of the wafer with information simultaneously obtained at multiple depths.

제 1 및 제 3 그룹의 실시예중의 어느 하나의 이점은 집적회로 제조에 사용되는 웨이퍼의 토모그래픽 복소진폭 이미지가 종래의 기술의 단일 핀홀 및 슬릿 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소되었거나 동일한 통계적인 에러 및 상당히 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경으로, 웨이퍼 깊이 방향 라인 섹션의 실질적으로 동시적 이미지화에 의해 완성되는 것이다. 웨이퍼의 이차원 섹션의 일축은 웨이퍼의 길이방향에 평행하다. 웨이퍼의 2차원 섹션의 동시 이미징은 웨이퍼의 병진운동, 스캐닝 및/또는 진동에 의해 발생되는 깊이 및 횡 방향의 웨이퍼의 동작에 대한 반응성을 대폭으로줄이기 위해 사용될 수 있다. 웨이퍼내의 2차원섹션의 동시 이미징은 다른 위치에서 동시에 얻어지는 정보를 가지고 웨이퍼의 표면과 내표면을 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있고, 상기 표면 및/또는 내표면은 표시 목적을 지원할 수 있다.One of the advantages of any of the first and third group embodiments is that the tomographic complex amplitude image of the wafer used in integrated circuit fabrication is obtained with a single pinhole and slit confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Is substantially completed by substantially simultaneous imaging of the wafer depth direction line sections, with significantly reduced or the same statistical errors and a background from a significantly reduced out-of-focus image. The one axis of the two-dimensional section of the wafer is parallel to the longitudinal direction of the wafer. Simultaneous imaging of a two-dimensional section of a wafer can be used to drastically reduce the depth of the wafer caused by the translation, scanning and / or vibration of the wafer and the reactivity to lateral movement of the wafer. Simultaneous imaging of a two-dimensional section in a wafer can additionally be used to identify a surface and an inner surface of the wafer with the information simultaneously obtained at other locations, and the surface and / or inner surface can support display purposes.

제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 중의 하나의 이점은 생체조건 안에서 생체 표본의 토모그래피 복소진폭 이미지가, 종래의 기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소되었거나 동일한 통계적인 에러 및 상당히 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경으로, 생체 표본의 깊이 방향의 라인 섹션의 실질적인 동시 이미징에 의해 완성될 수 있다는 것이고, 상기 이미지는 예를들어 생체 표본의 비-침투 생체검사에 사용될 수 있다. 생체 표본의 깊이 방향의 라인 섹션의 동시 이미징은 예를들어 생체 표본의 병진운동, 스캐닝 및/또는 진동에 의해 발생되는 깊이 및 횡 방향의 생체 표본의 동작에 대한 반응성을 대폭으로 줄이기 위해 사용될 수 있다. 생체 표본의 깊이 방향의 라인 섹션의 동시 이미징은 다중 깊이에서 동시에 얻어지는 정보를 가지고 생체 표본의 표면을 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있다.One advantage of the first and third group of embodiments is that the tomograpy complex amplitude image of the biological specimen in vivo conditions is significantly reduced or equal to that obtained with the single pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Can be completed by virtually simultaneous imaging of a line section in the depth direction of the biological specimen, with statistical errors and a background from a significantly reduced out-of-focus image, which image can be obtained, for example, Can be used for biopsy. Simultaneous imaging of the line sections in the depth direction of the biological specimen can be used, for example, to significantly reduce the reactivity to depth and transverse biological specimen motion caused by translation, scanning and / or vibration of the biological specimen . Simultaneous imaging of the line sections in the depth direction of the biological specimen can additionally be used to identify the surface of the biological specimen with information obtained simultaneously at multiple depths.

제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 중의 어느 다른 하나의 이점은 생체조건 안에서 생체 표본의 토모그래피 복소진폭 이미지가, 종래의 기술의 단일 핀홀 및 슬릿 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소되었거나 동일한 통계적인 에러 및 상당히 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경으로, 생체 표본의 2차원 섹션의 실질적인 동시 이미징에 의해 완성될 수 있다는 것이고, 상기 이미지는 예를들어 생체 표본의 비-침투 생체검사에 사용될 수 있다. 웨이퍼의 2차원 섹션의 동시 이미징은 예를들어 생체 표본의 병진운동, 스캐닝 및/또는 진동에 의해 발생되는 깊이 및 횡 방향의 생체 표본의 동작에 대한 반응성을 대폭으로 줄이기 위해 사용될 수 있다. 생체 표본의 깊이 방향의 라인 섹션의 동시 이미징은 다중 깊이에서 동시에 얻어지는 정보를 가지고 생체 표본의 표면 또는 내표면을 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있고, 상기 표면 및/또는 내표면은 표시 목적을 지원할 수 있다.An advantage of either of the first and third group embodiments is that the tomographic complex amplitude image of the biological specimen in vivo is better than that obtained with a single pinhole and slit confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Can be completed by substantially simultaneous imaging of a two-dimensional section of a biological sample, with significantly reduced or the same statistical error and a background from a significantly reduced out-of-focus image, said image being, for example, - Can be used for penetration biopsy. Simultaneous imaging of a two-dimensional section of a wafer can be used, for example, to drastically reduce reactivity to depth and transverse biological specimen motion caused by translational motion, scanning and / or vibration of a biological specimen. Simultaneous imaging of the line sections in the depth direction of the biological specimen can additionally be used to identify the surface or inner surface of the biological specimen with information simultaneously obtained at multiple depths, and the surface and / have.

제 2 및 제 4 그룹의 실시예중의 어느 하나의 이점은 집적회로 제조에 사용되는 웨이퍼의 토모그래픽 복소진폭 이미지가 종래의 기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소되었거나 동일한 통계적인 에러 및 상당히 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경으로, 웨이퍼 표면으로 또는 표면에서 라인섹션 접점의 동시적 이미지화에 의해 완성되는 것이다. 웨이퍼 표면으로 또는 표면에서 라인섹션 접점의 동시적 이미징은 웨이퍼의 병진운동, 스캐닝 및/또는 진동에 의해 발생되는 웨이퍼의 동작에 대한 반응성을 대폭으로 줄이기 위해 사용될 수 있다. 웨이퍼내의 또는 상의 표면에서 2차원섹션 접점의 동시적 이미징은 위치에서 동시에 얻어지는 정보를 가지고 웨이퍼의 표면과 내표면을 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있고, 기준 위치는 표시 목적을 지원할 수 있다.One of the advantages of the embodiments of the second and fourth groups is that the tomographic complex amplitude images of the wafers used in integrated circuit fabrication are significantly better than those obtained with the single pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Is accomplished by simultaneous imaging of the line section contacts to or from the wafer surface, with reduced or identical statistical errors and a background from a significantly reduced out-of-focus image. Simultaneous imaging of a line section contact to or from a wafer surface can be used to significantly reduce reactivity to wafer motion caused by translation, scanning, and / or vibration of the wafer. Simultaneous imaging of the two-dimensional section contacts in the wafer or on the surface of the image can additionally be used to identify the surface and the inner surface of the wafer with the information simultaneously obtained at the location, and the reference position can support the display purpose.

제 2 및 제 4 그룹의 실시예의 중의 어느 다른 하나의 이점은 생체조건 안에서 생체 표본의 토모그래피 복소진폭 이미지가, 종래의 기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소되었거나 동일한 통계적인 에러 및 상당히 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경으로, 표본의 라인 섹션 접선의 실질적인 동시 이미징에 의해 완성될 수 있다는 것이고, 상기 이미지는 예를들어 생체 표본의 비-침투 생체검사에 사용될 수 있다. 웨이퍼 표면으로 또는 표면에서의 라인 섹션의 동시 이미징은 표본의 병진운동, 스캐닝 및/또는 진동에 의해 발생되는 표본의 동작에 대한 반응성을 대폭으로 줄이기 위해 사용될 수 있다. 표본상의 또는 표본으로의 2차원 라인 섹션 접선의 동시 이미징은 다양한 위치에서 동시에 얻어지는 정보를 가지고 표본의 기준위치를 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있고, 기준위치는 표시 목적을 지원할 수 있다.An advantage of either of the second and fourth group embodiments is that the tomographed complex amplitude image of the biological specimen in vivo conditions is significantly reduced compared to that obtained with the single pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Or can be completed by virtually simultaneous imaging of the line section tangent of the sample, with the same statistical error and as a background from a significantly reduced out-of-focus image, the image being, for example, It can be used for inspection. Simultaneous imaging of a line section to or from a wafer surface can be used to greatly reduce the reactivity to sample motion caused by translational motion, scanning, and / or vibration of the specimen. Simultaneous imaging of a two-dimensional line section tangent to or on a sample may be further used to identify a reference location of the sample with information obtained simultaneously at various locations, and the reference location may support the display purpose.

제 5 그룹의 실시예의 이점은 집적회로의 제조에 사용되는 웨이퍼의 토모그래피 복소진폭 이미지가 종래의 기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피로 측정된 시퀀스로 얻어진 것과 비교해서 크게 감소된 아웃-오브-포커스 배경으로 웨이퍼의 1차원, 2차원 또는 3차원이미지가 발생되는 것이라는 것이다.An advantage of the embodiment of the fifth group is that the tomographed complex amplitude image of the wafer used in the manufacture of the integrated circuit is significantly reduced out-of-the-box compared to that obtained with the sequence measured with single pinhole confocal interference microscopy or holography of the prior art - One-dimensional, two-dimensional or three-dimensional images of wafers are generated with the focus background.

제 5 그룹의 실시예의 이점은 생체조건 안에서 생체 표본의 토모그래피 복소진폭 이미지가, 종래의 기술의 단일 핀홀 공초점 간섭 마이크로스코피 또는 홀로그래피의 측정 시퀀스로 얻어진 것보다 상당히 감소된 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경으로, 표본의 1차원, 2차원 또는 3차원이미지가 발생된다는 것이고, 상기 이미지는 예를들어 생체 표본의 비-침투 생체검사에 사용될 수 있다.An advantage of the fifth group of embodiments is that tomographed complex amplitude images of biological specimens in vivo can be obtained from out-of-focus images that are significantly reduced from those obtained with the single pinhole confocal interference microscopy or holographic measurement sequence of the prior art Dimensional, two-dimensional or three-dimensional image of the specimen is generated, and the image can be used, for example, for non-penetrating biopsy of a biological specimen.

상기 설명된 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템은, 컴퓨터 칩등의 대규모 집적회로의 제조에 사용되는 리소그래피 애플리케이션의 스테퍼 또는 스캐너에서의특히 정렬 마크 식별 및 스테퍼 또는 스캐너의 성능을 측정하기 위한 독립형 계측 시스템에 유용하게 사용될 수 있다. 또한 상기 설명된 공초점 마이크로스코피는 스테퍼 및 스캐너에 사용되는 마스크의 검사 및 대규모 집적회로 제조의 각각의 단계의 웨이퍼의 검사에 사용가능하다. 리소그래피는 반도체 제조산업에서의 핵심 기술 드라이버이다.The confocal interference microscopy system described above can be used in steppers or scanners of lithographic applications used in the manufacture of large scale integrated circuits, such as computer chips, especially in alignment mark identification and in stand-alone metrology systems for measuring the performance of a stepper or scanner . The confocal microscopes described above can also be used to inspect masks used in steppers and scanners and to inspect wafers at each stage of large scale integrated circuit fabrication. Lithography is a key technology driver in the semiconductor manufacturing industry.

오버레이를 향상시키는 것은 선폭(설계 규칙)을 100nm이하로 줄이기 위한 5개의 난이한 시도 중의 하나이다. 예를들어 Semiconductor Industry Roadmap, p82을 참조하라. 리소그래피 툴이 연간 5-10억 달라정도가 생산 될 수 있기 때문에, 리소그래피 툴의 성능을 향상시키는 경제적인 가치는 상당하다. 리소그래피 생산성의 각 1%의 증가(감소)는 집적회로 제조업체에 연간 약 1백만 달라의 경제적인 이익(손실)을 초래하고 리소그래피 툴 벤더에 실질적인 비교 이익 또는 불이익을 초래한다.Improving overlay is one of five difficult attempts to reduce line widths (design rules) to less than 100 nm. See, for example, the Semiconductor Industry Roadmap, p. The economic value of improving the performance of lithography tools is significant, as lithography tools can be produced in the order of five to ten billion dollars a year. Each 1% increase (decrease) in lithography productivity results in an economic benefit (loss) of approximately $ 1 million per year for the integrated circuit manufacturer and results in a substantial comparison benefit or disadvantage to the lithography tool vendor.

오버레이는 웨이퍼의 일레벨의 패턴 및 웨이퍼의 일련의 레벨의 제 2 패턴을 프린트하고 독립형 계측 시스템, 위치 상의 차이, 방향 및 두 패턴의 디스토션을 측정함으로써 측정된다.The overlay is measured by printing a one-level pattern of wafers and a second pattern of a series of levels of wafers and measuring the distortion of the stand-alone metrology system, position differences, orientation and both patterns.

독립형 계측 시스템은 패턴을 보기 위해, 패턴의 상대 위치 및 웨이퍼 핸들링 시스템을 측정하도록 레이저 게이지-제어 스테이지에 접속된, 상기 설명된 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템등의 마이크로스코프 시스템을 포함한다.The stand-alone metrology system includes a microscope system, such as the confocal interference microscopy system described above, connected to a laser gauge-controlled stage to measure the relative position of the pattern and the wafer handling system to see the pattern.

리소그래피 툴의 기능은 공간적으로 패터닝된 방사선을 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼상에 전달하는 것이다. 이러한 공정은 방사선(정렬)을 받아들이는 웨이퍼의 위치를 결정하고, 그 위치에서 방사선을 포토레지스트에 적용하는 것을 포함한다.The function of the lithography tool is to transfer spatially patterned radiation onto a wafer coated with a photoresist. This process involves determining the position of the wafer that receives the radiation (alignment), and applying radiation to the photoresist at that location.

웨이퍼를 적절히 위치결정하기 위하여, 웨이퍼는 상기 설명된 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템과 같은 전용센서에 의해 측정될 수 있는 웨이퍼상의 정렬 마크를 포함한다. 정렬 마크의 측정 위치는 툴내에 있는 웨이퍼의 위치를 정의한다. 웨이퍼 표면의 바람직한 패터닝의 명세와 함께 이러한 정보는 공간적으로 패터닝된 방사와 관련된 웨이퍼의 정렬을 지시한다. 이러한 정보를 기초로 하여, 포토레지스트 코팅된 웨이퍼를 지지하는 병진운동이 가능한 스테이지는 방사선이 웨이퍼의 올바른 위치를 노광하도록 웨이퍼를 이동시킨다.To properly position the wafer, the wafer includes alignment marks on the wafer that can be measured by a dedicated sensor, such as the confocal interference microscopy system described above. The measurement position of the alignment mark defines the position of the wafer in the tool. This information, along with the specification of the desired patterning of the wafer surface, indicates the alignment of the wafer with respect to the spatially patterned radiation. Based on this information, the translational stage capable of supporting the photoresist coated wafer moves the wafer so that the radiation exposes the correct position of the wafer.

노광동안, 방사원은 공간적으로 패터닝된 방사선을 생성하도록 방사선을 산란시키는 패터닝된 레티클을 조명한다. 레티클은 또한 마스크라고 하기도 하며, 이들 용어는 아래 상호변경가능하게 사용된다. 축소 리소그래피의 경우에 축소 렌즈는 산란된 방사선을 모으고, 레티클 패턴의 축소된 이미지를 형성한다. 대안적으로, 근접 프린팅의 경우에, 산란된 방사선은 웨이퍼에 접하기 전에 적은 거리(전형적으로 마이크론 정도)를 전파하여, 레티클 패턴의 1:1 이미지를 생성한다. 방사는 방사 패턴을 레지스트 내의 잠상으로 변환하는 레지스트의 광화학적 공정을 개시한다.During exposure, the radiation source illuminates a patterned reticle that scatters the radiation to produce spatially patterned radiation. The reticle is also referred to as a mask, and these terms are used interchangeably below. In the case of reduced lithography, the collimating lens collects the scattered radiation and forms a reduced image of the reticle pattern. Alternatively, in the case of proximity printing, the scattered radiation propagates a small distance (typically on the order of microns) before touching the wafer, producing a 1: 1 image of the reticle pattern. The radiation initiates a photochemical process of the resist that converts the radiation pattern into a latent image in the resist.

마스크가 만들어질 때, 마스크는 완전하게 만들어져야 한다. 패턴내에 임이의 결점은 그 마스크로 프린팅되는 반도체 회로의 기능성을 파괴할 것이다. 마스크가 반도체 제조라인에 전달되기 전에, 패턴내에 임의의 결점을 조사하는 자동화된마스크 정밀검사 시스템을 통과하게 된다. 마스크 정밀검사에는 두개의 가능한 방법, 다이-투-데이터베이스와 다이-투-다이 정밀검사가 있다. 제 1 방법은 마스크 패턴을, 마스크를 생성하는데 사용된 컴퓨터 데이터와 직접 비교하는 자동화된 스캔 현미경을 포함한다. 이것은 마스크 기록기 자신에 의해서 필요되는 것과 동일한매우 큰 데이터 처리 용량을 요구한다. 정밀검사된 마스크 패턴과 마스크 패턴을 만들기위해 사용된 데이터 세트사이의 임의의 상이함은 에러로서 플래그된다. 상기 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템은 배경 축소, 및 1 차원 라인 섹션 이미지 및 2 차원 섹션 이미지의 공간적인 동시 획득에 있어서 이점을 가지기 때문에 자동화된 마스크 정밀검사를 위해 매우 특별하게 적절하다.When a mask is created, the mask must be made completely. A defect in the pattern will destroy the functionality of the semiconductor circuit printed with the mask. The mask passes through an automated mask inspection system that examines any defects in the pattern before it is delivered to the semiconductor manufacturing line. There are two possible methods for mask overhaul, die-to-database and die-to-die overhaul. The first method includes an automated scanning microscope that directly compares the mask pattern with the computer data used to generate the mask. This requires a very large data processing capacity which is the same as that required by the mask writer itself. Any discrepancy between the overhauled mask pattern and the data set used to create the mask pattern is flagged as an error. The confocal interference microscopy system is particularly suitable for automated mask overhaul because it has the benefit of background reduction and spatial simultaneous acquisition of one-dimensional line section images and two-dimensional section images.

일반적으로, 리소그래피 시스템은, 또한 노광시스템이라 하며, 조명 시스템, 및 웨이퍼 위치결정 시스템을 전형적으로 포함한다. 조명 시스템은 자외선, 가시광선, x-레이, 전자 또는 이온방사와 같은 방사선을 제공하는 방사원, 및 방사선에 패턴을 전하는 마스크 또는 레티클을 포함하며, 이에 의해, 공간적으로 패터닝된 방사선을 생성한다. 추가로, 축소 리소그래피의 경우에 있어서, 조명 시스템은 공간적으로 패터닝된 방사선을 웨이퍼상에 이미징하는 렌즈 어셈블리를 포함한다. 이미징된 방사선은 웨이퍼상에 코팅된 레지스트를 노광시킨다. 조명시스템은 마스크를 지지하는 마스크 스테이지, 및 마스크를 통하여 전달된 방사선에 관련하여 마스크 스테이지의 위치를 조절하는 위치결정 시스템을 또한 포함한다. 웨이퍼 위치결정 시스템은 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지, 및 이미징된 방사선에 관련하여 웨이퍼 스테이지의 위치를 조절하는 위치결정 시스템을 포함한다. 집적회로의 제조는 다중 노출 단계를 포함할 수 있다. 리소그래피에 관한 일반적인 레퍼런스에 대해, 여기서 참조로 되어 있는 예를 들면, J.R. Sheats 및 B.W. Smith의마이크로리소그래피:과학과 기술(Marcel Dekker,Inc.,뉴욕,1998)의 내용을 볼 것.In general, a lithography system is also referred to as an exposure system, and typically includes an illumination system, and a wafer positioning system. The illumination system includes a radiation source that provides radiation such as ultraviolet light, visible light, x-rays, electrons or ion radiation, and a mask or reticle that transfers the pattern to radiation, thereby producing spatially patterned radiation. Additionally, in the case of reduced lithography, the illumination system includes a lens assembly that images the spatially patterned radiation onto the wafer. The imaged radiation exposes the resist coated on the wafer. The illumination system also includes a mask stage that supports the mask, and a position determination system that adjusts the position of the mask stage relative to the radiation transmitted through the mask. The wafer positioning system includes a wafer stage that supports the wafer, and a positioning system that adjusts the position of the wafer stage in relation to the imaged radiation. The fabrication of the integrated circuit may include multiple exposure steps. For a general reference on lithography, see, for example, the references Microlithography : Science and Technology (Marcel Dekker, Inc., New York, 1998) by JR Sheats and BW Smith.

공초점 간섭 마이크로스코피 시스템(도시생략)을 사용하는 리소그래피 스캐너(800)의 실시예는 도 8a에 도시되어 있다. 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템은 노광 시스템내에서 웨이퍼(도시생략)상의 정렬 마크의 위치결정을 정확하게 위치시키는데 사용된다. 여기서, 스테이지(822)는 노광 스테이션과 관련하여 웨이퍼를 지지하고 위치결정하는데 사용된다. 스캐너(800)는 다른 지지 구조물, 및 이들 구조물상에 운반된 다양한 구성요소를 운반하는 프래임(802)을 포함한다. 노광 베이스(804)는 레티클이나 마스크를 지지하는데 사용되는 레티클 또는 마스크 스테이지(816)를 장착하는 상단에 있는 렌즈 하우징(806)의 상단에 장착한다. 노광 스테이션에 관련하여 마스크를 위치결정하는 위치결정 시스템은 요소(817)에 의해 구조적으로 나타내어져 있다. 위치결정 시스템(817)은 예를 들면, 압전기 진동자 소자, 및 대응하는 제어 전자장치를 포함한다. 비록, 여기 설명된 바람직한 실시예에 포함되어 있지는 않지만, 하나이상의 간섭계 시스템이 사용되어, 리소그래피 구조를 제조하는 공정에서 위치결정이 정확하게 모니터닝되는 다른 운동가능한 소자, 및 마스크 스테이지의 위치결정을 정확하게 측정하는데 사용된다(Supra Sheats 및 Smith의마이크로리소그래피:과학과 기술을 볼 것).An embodiment of a lithographic scanner 800 using a confocal interference microscopy system (not shown) is shown in Figure 8A. A confocal interference microscopy system is used to accurately position alignment marks on a wafer (not shown) within the exposure system. Here, the stage 822 is used to support and position the wafer with respect to the exposure station. The scanner 800 includes other supporting structures and a frame 802 carrying various components carried on these structures. The exposure base 804 is mounted to the top of the lens housing 806 at the top mounting the reticle or mask stage 816 used to support the reticle or mask. The positioning system for positioning the mask with respect to the exposure station is structurally represented by element 817. [ Positioning system 817 includes, for example, a piezoelectric transducer element and a corresponding control electronics. Although not included in the preferred embodiments described herein, one or more interferometric systems may be used to accurately measure the positioning of the mask stage and other movable elements where the positioning is accurately monitored in the process of manufacturing the lithography structure (See Microwithography in Supra Sheats and Smith : Science and Technology ).

아래 매달린 노광 베이스(804)는 웨이퍼 스테이지(822)를 운반하는 지지 베이스(813)이다. 스테이지(822)는 간섭계 시스템(826)에 의해 스테이지에 전달된 측정 빔(854)을 반사하는 평면 미러(828)을 포함한다. 간섭계 시스템(826)에 관련하여 스테이지(822)를 위치결정하는 위치결정 시스템은 구성요소(819)에 의해 구조적으로 표시되어 있다. 위치결정 시스템(819)은 예를 들면, 압전기 진동자 소자 및 대응하는 제어 전자장치를 포함한다. 측정 빔은 노광 베이스(804)상에 장착된 간섭계 시스템에 되반사한다.The exposure base 804 suspended below is a support base 813 that carries the wafer stage 822. The stage 822 includes a plane mirror 828 that reflects the measurement beam 854 transmitted by the interferometer system 826 to the stage. The positioning system for positioning stage 822 with respect to interferometer system 826 is structurally indicated by component 819. [ Positioning system 819 includes, for example, a piezoelectric transducer element and a corresponding control electronics. The measurement beam is reflected back onto the interferometer system mounted on the exposure base 804.

동작동안, 방사빔(810)은 예를 들면, UV 레이저(도시생략)로부터의 자외선(UV) 빔은 빔 성형 광학 어셈블리(812)를 통과하고, 미러(814)로부터 반사한후 아래방향으로 이동한다. 그후, 방사빔은 마스크 스테이지(816)에 의해 운반된 마스크(도시생략)를 통과한다. 마스크(도시생략)는 렌즈 하우징(806)내에서 운반된 렌즈 어셈블리(808)를 통하여 웨이퍼 스테이지(822)상에 있는 웨이퍼상에 이미징된다. 베이스(804) 및 베이스에 의해 지지된 다양한 구성요소는 스프링(820)에 의해 묘사되는 댐핑 시스템에 의해 환경적인 변화로부터 보호된다.During operation, the radiation beam 810 passes through a beam shaping optical assembly 812, for example, an ultraviolet (UV) beam from a UV laser (not shown), reflected from the mirror 814, do. The radiation beam then passes through a mask (not shown) carried by the mask stage 816. A mask (not shown) is imaged onto the wafer on the wafer stage 822 through the lens assembly 808 carried in the lens housing 806. The base 804 and the various components supported by the base are protected from environmental changes by the damping system depicted by the spring 820.

종래기술에서 공지된 바와 같이, 리소그래피는 반도체 디바이스를 만드는 제조방법중의 결정적인 구성요소이다. 예를 들면, 미국특허 제5,483,343호는 이러한 제조 방법에 대한 단계를 개시하고 있다. 이러한 단계는 도 8b 및 도 8c를 참조로 아래 설명되어 있다. 도 8b는 반도체 칩(예를 들면 IC 또는 LSI), 액정패널 또는 CCD와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 시퀀스의 플로챠트이다. 단계(851)는 반도체 디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이다. 단계(852)는 회로 패턴 설계를 기초로 한 마스크의 제조에 관한 공정이다. 단계(853)는 실리콘과 같은 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조하는 공정이다.As is known in the art, lithography is a critical component of the manufacturing method of making semiconductor devices. For example, U.S. Patent No. 5,483,343 discloses steps for such a manufacturing method. These steps are described below with reference to Figures 8b and 8c. 8B is a flowchart of a sequence of manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor chip (e.g., IC or LSI), a liquid crystal panel, or a CCD. Step 851 is a design process for designing a circuit of the semiconductor device. Step 852 is a process for manufacturing a mask based on circuit pattern design. Step 853 is a process for manufacturing a wafer using a material such as silicon.

단계(854)는 이렇게 만들어진 마스크 및 웨이퍼를 사용함으로써 회로가 리소그래피를 통하여 웨이퍼상에 형성되는 웨이퍼 공정이며, 사전공정이라 한다. 충분한 공간분해능을 가지고 마스크상의 이들 패턴과 대응하는 웨이퍼상에 회로를 형성하기 위해, 웨이퍼와 관련된 리소그래피 툴의 간섭계 위치결정이 필요하다. 여기에 기술된 공초점 간섭 마이크로스코피 방법 및 시스템은 웨이퍼의 표면을 관찰하기 위해 특히 유용하게 사용되며, 내층은 웨이퍼 공정에서 사용된 리소그래피의 효율성을 모니터하고 검사하기 위해 웨이퍼공정에 의해 웨이퍼상에 생성된다. 단계(855)는 사전공정이라고 하는 어셈블리 단계이며, 단계(854)에 의해 처리된 웨이퍼는 반도체 칩으로 형성된다. 이러한 단계는 어셈블리 단계(다이싱 및 본딩) 및 패키징 단계(칩 실링)를 포함한다. 단계(856)는 검사 단계이며, 단계(855)에 의해 만들어진 반도체 디바이스의 동작가능성 검사, 지속성 검사등이 수행된다. 이들 공정과 함께, 반도체 디바이스는 완료되고, 이들은 수송된다(단계(857)).Step 854 is a wafer process in which a circuit is formed on a wafer through lithography by using the mask and wafer thus produced, and is referred to as a pre-process. Interferometer positioning of the lithography tool associated with the wafer is required to have a sufficient spatial resolution to form a circuit on the wafer corresponding to these patterns on the mask. The confocal interference microscopy method and system described herein is particularly useful for observing the surface of a wafer and the inner layer is created on the wafer by a wafer process to monitor and inspect the efficiency of the lithography used in the wafer process do. Step 855 is an assembly step called pre-process, and the wafer processed by step 854 is formed of a semiconductor chip. These steps include assembly steps (dicing and bonding) and packaging steps (chip sealing). Step 856 is an inspecting step, and an operability check, a persistence check, and the like of the semiconductor device produced by step 855 are performed. Along with these processes, the semiconductor devices are completed and they are transported (step 857).

도 8c는 상세한 웨이퍼 공정을 도시하는 플로차트이다. 단계(861)는 웨이퍼의 표면을 산화하는 산화공정이다. 단계(862)는 웨이퍼 표면상에 절연막을 형성하는 CVD 공정이다. 단계(863)는 증착에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성하는 전극형성 공정이다. 단계(864)는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온주입공정이다. 단계(865)는 레지스트(감광재료)를 웨이퍼에 도포하는 레지스트 공정이다. 단계(866)는 노광(즉 리소그래피)에 의해 상기 노광장치를 통하여 마스크의 회로 패턴을 웨이퍼상에 프린팅하는 노광공정이다. 다시, 위에서 설명한 바와 같이, 여기서 설명되는 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템 및 방법의 사용은 이러한 리소그래피 단계의 정확성,분해능, 및 지속성에서 향상되었다.8C is a flow chart showing a detailed wafer process. Step 861 is an oxidation process for oxidizing the surface of the wafer. Step 862 is a CVD process for forming an insulating film on the wafer surface. Step 863 is an electrode forming step of forming an electrode on the wafer by vapor deposition. Step 864 is an ion implantation process for implanting ions into the wafer. Step 865 is a resist process for applying a resist (photosensitive material) to a wafer. Step 866 is an exposure process for printing a circuit pattern of the mask on the wafer through the exposure apparatus by exposure (i.e., lithography). Again, as discussed above, the use of confocal interference microscopy systems and methods described herein has improved in accuracy, resolution, and persistence of these lithography steps.

단계(867)는 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상공정이다. 단계(868)는 현상된 레지스트 이미지 이외의 부분을 제거하는 에칭공정이다. 단계(869)는 에칭공정이 수행된 후의 웨이퍼상에 남아있는 레지스트 물질을 분리하는 레지스트 분리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써, 회로 패턴이 형성되고, 웨이퍼상에 이중인화된다.Step 867 is a developing process for developing the exposed wafer. Step 868 is an etching process to remove portions other than the developed resist image. Step 869 is a resist separation step for separating the resist material remaining on the wafer after the etching process is performed. By repeating these processes, a circuit pattern is formed and double-printed on the wafer.

상기 공초점 간섭 마이크로스코피 방법 및 시스템의 중요한 적용은 상기 리소그래피 방법에서 사용된 마스크 및 레티클의 검사이다. 예를 들면, 마스크 검사 시스템(900)의 구조가 도 9에 도시되어 있다. 소스(910)는 소스빔(912)을 생성하고 공초점 간섭 마이크로스코피 어셈블리(914)는 방사빔을 이동가능한 스테이지(918)에 의해 지지된 기판(916)에 전달시킨다. 스테이지의 상대적인 위치를 결정하기 위해, 간섭계 시스템(920)은 기준빔(922)을, 빔 포커싱 어셈블리(914)상에 장착된 미러(924)에, 그리고, 측정빔(926)을 스테이지(918)상에 장착된 미러(928)에 안내한다. 간섭계 시스템에 의해 측정된 위치에서의 변화는 기판(916)상에 기록빔(912)의 상대적인 위치의 변화에 대응한다. 간섭계 시스템(920)은 측정신호(932)를, 기판(916)상의 검사빔(912)의 상대적인 위치를 표시하는 컨트롤러(930)에 전송한다. 컨트롤러(930)는 출력신호(934)를, 스테이지(918)를 지지하고 위치결정하는 베이스(936)에 전송한다.An important application of the confocal interference microscopy method and system is the inspection of the mask and reticle used in the lithographic method. For example, the structure of the mask inspection system 900 is shown in FIG. The source 910 generates a source beam 912 and the confocal interference microscopy assembly 914 transfers the radiation beam to the substrate 916 supported by the movable stage 918. The interferometer system 920 directs the reference beam 922 to the mirror 924 mounted on the beam focusing assembly 914 and the measurement beam 926 to the stage 918. In order to determine the relative position of the stage, To the mirror 928 mounted on the mirror 928. The change in position measured by the interferometer system corresponds to a change in the relative position of the recording beam 912 on the substrate 916. [ The interferometer system 920 sends the measurement signal 932 to the controller 930 which indicates the relative position of the inspection beam 912 on the substrate 916. The controller 930 transmits the output signal 934 to the base 936 that supports and positions the stage 918. [

컨트롤러(930)는 공초점 간섭 마이크로스코피 어셈블리(914)가 예를 들면, 신호(944)를 사용하여 기판의 영역전체에 걸쳐 검사빔을 스캐닝하도록 하게 한다. 결과로서, 컨트롤러(930)는 기판을 검사하도록 시스템의 다른 구성요소를 지시한다. 마스크 검사는 마스크 패턴을 마스크를 생성하기 위해 사용된 컴퓨터 데이터와 직접 비교한다.The controller 930 allows the confocal interference microscopy assembly 914 to scan the inspection beam over the area of the substrate, for example, using signal 944. [ As a result, the controller 930 directs other components of the system to inspect the substrate. The mask check directly compares the mask pattern with the computer data used to generate the mask.

이론theory

배경변별Background discrimination

모든 바람직한 실시예에서 설명된 장치는 핀홀 또는 슬릿 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템의 일부형성을 포함한다. 공초점 마이크로스코피 시스템의 배경변별력은 가장 중요한 이점중의 하나이며, 공초점 마이크로스코피의 강한 광학 섹션닝 특성으로부터 생긴다. 이것은 일반적인 마이크로스코피 분야의 제한된 깊이와 완전히 상이한 성질이며 이러한 상이함은 종래의 마이크로스코프는 아웃-오브-포커스 정보가 다소 흐릿해지는 반면, 공초점 시스템에서는 다소 강하게 정확히 정보가 검출되고, 초점면과 축으로 분리된 일부 위치에서 산란된 광은 검출기 평면에서 초점이 흐려지고, 따라서 거기에 위치된 마스크를 효율적으로 통과하는 것을 실패한다. (C.J.R. Sheppard 및 C.J. Cogswell의 "공초점 마이크로스코피에서의 3차원 이미징", T. Wilson에 의해 편집된 공초점 마이크로스코피(아카데미 클래스, 런던) pp.143-169(1990)를 참조). 예를 들면, DIP에서 사용된 Fizeau 간섭계는 종래의 마이크로스코피에서 찾은 것과 비교가능한 아웃-오브-포커스 이미지의 감도를 갖는다.The apparatus described in all preferred embodiments includes forming a portion of a pinhole or slit confocal interference microscopy system. Background discrimination power of a confocal microscopy system is one of the most important advantages and arises from the strong optical sectioning characteristics of confocal microscopes. This is a completely different nature from the limited depth of the general microscopic field and this difference is that the conventional microscope is somewhat blurred out-of-focus information, whereas in the confocal system information is detected more or less strongly, The light scattered at some locations that are separated by the beam spot is focussed at the detector plane and thus fails to pass efficiently through the mask located there. (See C.J. Sheppard and C. J. Cogswell, " Three-Dimensional Imaging in Confocal Microscopy ", Confocal Microscopy Edited by T. Wilson (Academy Class, London) pp. 143-169 (1990)). For example, the Fizeau interferometer used in DIP has the sensitivity of an out-of-focus image comparable to that found in conventional microscopes.

제 1, 제 2, 제 5 그룹의 실시예중의 다양한 변경 및 실시예의 공초점 간섭 마이크로스크피의 특성은 반사된 기준 빔 및 산란된 프로브 빔이 퍼필 함수 변경에 의해 인-포커스 이미지 포인트(48)에서 실질적으로 변경되는 반면, 인-포커스 이미지 포인트(48)에서 아웃-오브-포커스 빔의 일부분은 실질적으로 변경되지 않는다. 인용된 실시예 및 실시예의 변형에 대해, 본 발명의 특성은 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것에 비하여 감소된 아웃-오브-포커스 이미지의 감도를 얻는데 사용된다.The characteristics of the confocal interference microsque of the various variations and embodiments of the first, second, and fifth group of embodiments are such that the reflected reference beam and the scattered probe beam are reflected at the in-focus image point 48 The portion of the out-of-focus beam at the in-focus image point 48 is substantially unchanged. For the cited examples and variants of the embodiments, the features of the present invention are used to obtain a reduced out-of-focus image sensitivity compared to that obtained in prior art confocal interference microscopes.

본 실시예 및 제 1, 제 2, 제 3 및 제 5 그룹의 실시예중의 변형에서 설명된 장치는 분산 간섭계의 방식을 추가로 포함한다. 광학 시간 도메인 반사측정(OTDR)의 방법은 짧은 강 펄스의 광을 섬유와 같은 대상에 주사하는 단계, 및 시간-의존적인 후방산란 광 신호를 측정하는 단계로 구성되어 있다. 광 주파수 도메인 반사계 (OFDR)의 방법은 공지된 방법으로 주파수가 시간에 따라 변하는 단색 방사선을 대상에 조명하는 단계, 및 시간-의존적인 후방산란 광 신호를 측정하는 단계로 구성되어 있다. 인용된 실시예 및 그의 다양한 변경에 있어서, 파수-의존적인 후방산란 광 신호는 파수(k)의 함수로서 측정된다. OTDR 및 OFTR의 정의의 유사함에 의해, 인스턴트 발명에서 사용된 분산 간섭의 방식은 광 파수 도메인 반사측정(OWDR)의 방식으로서 분류될 수 있다.The apparatus described in this embodiment and variations in the embodiments of the first, second, third and fifth groups further include a scheme of a dispersion interferometer. The method of Optical Time Domain Reflectometry (OTDR) consists of scanning light of a short steel pulse onto a subject such as a fiber, and measuring the time-dependent backscattered optical signal. The method of the optical frequency domain reflectometer (OFDR) consists of illuminating the object with monochromatic radiation whose frequency varies with time in a known manner, and measuring the time-dependent backscattered optical signal. In the cited embodiment and its various modifications, the waveness-dependent backscattered optical signal is measured as a function of the wave number ( k ). By virtue of the definition of OTDR and OFTR, the scheme of distributed interference used in the instant invention can be categorized as a method of optical wavenumber domain reflection measurement (OWDR).

인-포커스 이미지의 진폭에 대한 본 실시예 및 제 1 및 제 3 그룹의 실시예의 변경의 감도는 OWDR의 결합의 결과로서 주어진 노광에 접근 가능한 모든 축 위치에 대해 실질적으로 동시에 이루어진다. 본 실시예 및 제 2 및 제 4 그룹의 실시예의 변경에 대해, 인-포커스 이미지의 진폭에 대한 감도는 OWDR의 결합의 결과로서 또한 주어진 노광에 접근가능한 대상 재료 이미징 서브 시스템의 광학축에 본질적으로 수직인 라인 섹션에 있는 모든 측면위치에 대해 또한 실질적으로 동시에 이루어진다. 표준 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템은 개별적인 축의 디멘션 또는 대물물체의 후측 디멘션에 대해 스캔을 실행해서, 인-오브-포커스 이미지의 진폭에 동등한 감도를 얻어야 한다.The sensitivity of this embodiment and the changes of the embodiments of the first and third groups to the amplitude of the in-focus image is substantially simultaneous with respect to all axis positions accessible to the given exposure as a result of the combination of OWDR. For this embodiment and modifications of the second and fourth group of embodiments, the sensitivity to the amplitude of the in-focus image is essentially the same as the optical axis of the subject material imaging subsystem accessible to the given exposure as a result of the combination of OWDR But also for all lateral positions in the vertical line section. The standard confocal interference microscopy system must perform a scan on the dimensions of the individual axes or the rearward dimension of the object of interest to obtain an equivalent sensitivity to the amplitude of the in-focus image.

본 실시예 및 제 1 및 제 2 그룹의 실시예의 변형에 있는 공초점 간섭 마이크로스코피의 비범한 특성은 이미지내에 있는 어레이의 포인트에 관한 정보를 실질적으로 동시에 획득한다는 것이다. 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템은 각각이 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것과 비교하여 감소된 아웃-오브-포커스 이미지에 감도를 가지고, 아웃-오브-포커스 이미지의 효과를 감소시킴으로써 대상의 1-차원, 2-차원, 3-차원 이미지를 얻기 위한 목적으로 광 섹션닝을 향상시키는 수단으로서 공지되어 있다. 마이크로스코피에 대한 퍼필 함수 변경 구조(M.Born 및 E.Wolf의 광학의 원리 8.6.3.장,pp.423-427(Pergamon Press, 뉴욕)1959를 참조)가 특정적용을 위한 대비를 향상시키는 수단으로서 공지되어 있고, DIP에서 사용된 OWDR의 방식이 위상 모호성을 감소시키는 수단으로서 공지되어 있다. 그러나, 배경광으로부터 생긴 통계적 에러 및 계통 에러의 감소를 위하여 동일 시스템내에서 공초점 간섭 마이크로스코피, 퍼필 함수 변경, 및 OWDR의 조합은 본 발명자에 의해 처음으로 여기에 교시되어 있다고 확신한다.An unusual characteristic of the confocal interference microscope in this embodiment and variations of the first and second group of embodiments is that it obtains information about the points of the array in the image substantially simultaneously. The confocal interference microscopy system has sensitivity to a reduced out-of-focus image, as compared to that obtained with prior art confocal interference microscopes, and reduces the effect of the out-of-focus image, Is known as a means for improving light sectioning for the purpose of obtaining two-dimensional, two-dimensional, three-dimensional images. (See M. Born and E. Wolf's Optics Principle 8.6.3., Pp. 423-427 (Pergamon Press, New York) 1959) have been used to improve the contrast for a particular application And the manner of OWDR used in DIP is known as a means to reduce phase ambiguity. However, it is believed that the combination of confocal interference microscopy, change in pupil function, and OWDR in the same system for the reduction of statistical and systematic errors resulting from the background light is taught herein by the present inventors for the first time.

본 실시예 및 제 3, 제 4 그룹의 실시예의 변형의 공초점 간섭 마이크로스코피의 비범한 특성은 각각이 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피의 아웃-오브-포커스 이미지에 감소된 감도를 가지고 실질적으로 이미지에 있는 점의 어레이에 대한 정보를 실질적으로 동시에 획득한다는 것이다. 공초점 간섭 마이크로스코피는아웃-오브-포커스 이미지의 효과를 감소시키는 수단으로서 공지되어 있고, DIP에서 사용된 바와 같은 OWDR의 방식은 위상이 모호성을 감소시키는 수단으로서 공지되어 있다. 그러나, 배경광으로부터 생긴 통계적인 에러 및 계통 에러를 감소시키는 목적을 위한, 동일 시스템에서의 공초점 간섭계 마이크로스코피 및 OWDR의 조합은 본 기술에 있어 처음으로 교시함을 확신한다.The unusual characteristics of the confocal interference microscope of the variants of this and third and fourth group of embodiments are that they each have substantially reduced sensitivity to the out-of-focus image of the prior art confocal interference microscope And obtain information about the array of points in the image substantially simultaneously. Confocal interference microscopy is known as a means for reducing the effects of out-of-focus images, and the scheme of OWDR as used in DIP is known as a means of reducing ambiguity in phase. However, it is believed that the combination of the confocal interferometer microscope and OWDR in the same system for the purpose of reducing statistical and systematic errors arising from background light is taught for the first time in the art.

본 실시예 및 제 5 그룹의 실시예의 변형의 공초점 간섭 마이크로스코피의 비범한 특성은 각각이 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에서 얻어지는 것과 비교하여 감소된 아웃-오브-포커스 이미지에 감도를 갖고 이미지에서의 포인트의 어레이에 대한 정보를 획득할 수 있는 것과 관련된 본 실시예 및 제 1 및 제 2 그룹의 실시예의 변형의 비범한 특성과 동일하다.The unusual characteristics of the confocal interference microscopes of the variants of this and fifth group of embodiments are that they each have sensitivity to a reduced out-of-focus image compared to that obtained with prior art confocal interference microscopes, Which is related to the ability to obtain information about the array of points in the first and second groups of embodiments.

따라서, 배경 광으로부터 발생하는 계통 에러와 통계학상 에러 모두의 감축 목적을 위한 동 시스템에서의 공초점 간섭 마이크로스코피 및 퍼필함수 변형의 조합은 발명자에 의하여 처음으로 여기에 개시된 것으로 생각된다.Thus, it is believed that the combination of confocal interference microscopy and pupil function deformation in the system for the purpose of reducing both systematic errors and statistical errors arising from background light is first disclosed by the inventors herein.

인포커스 이미지에 대한 임펄스 응답 함수: 축의 OWDRImpulse response function for infocus image: OWDR of axis

도 1a-1n에서 묘사된 제 1 실시예는 앞서의 부분에서 인증된 특유의 특징의 원리를 보여주기위해 시스템에 채택되었고 그 원리는 제 1 실시예의 그룹으로부터 여기에 공개된 네개의 실시예와 변형에 잘 응용된다. 도 1j, 도 1k 및 도 1n에서의 검출기(114)의 각 픽셀이 도 1a에 도시된 분산검출기 구성요소(130a 및 130b)의 결과로 광빔의 광주파수 성분을 감지하는 한편, 도 1b에서의 핀홀(8)과 도 1h, 도 1i 및 도 1m 에서의 공간필터 핀홀(18a)은 광빔의 모든 광주파수 성분에 대하여 공초점 간섭 시스템의 공역 핀홀을 나타낸다. 한세트의 네개의 노광에서의 광주파수 함수로서 검출기(114)에 의해 기록된 강도로부터 각 접근가능 축성위치에 적절한 종래기술의 공초점 신호와 실질적인 동등물을 재구성하는 것이 가능하다는 것이 다음의 이론 단락에 나타난다. 이것은 도 1c 및 도 1e에 도시된 대상재료의 축방향에서의 물리적 스캔이 축성위치의 함수로서 종래개술의 공초점 신호를 획득하기 위하여 요구되는 표준 공초점 마이크로스코피 시스템과 대조적으로 본 발명의 장치를 갖는 축성위치의 함수로서 동등한 종래기술의 인-포커스 공초점 신호를 동시에 얻는것에 부합한다.The first embodiment depicted in Figures 1a-1n has been adopted in the system to demonstrate the principles of specific features authenticated in the previous section, and the principles of which are described in the four embodiments and variations . While each pixel of detector 114 in Figures IJ, IK and 1N senses the optical frequency component of the light beam as a result of the dispersion detector components 130a and 130b shown in Figure Ia, The spatial filter pinhole 18a in Figs. 8 (h) and 1 (h) and 1 (i) and 1 (m) represents the conjugate pinhole of the confocal interference system for all optical frequency components of the light beam. It is possible to reconstruct a substantial equivalent to a prior art confocal signal suitable for each accessible axial position from the intensity recorded by the detector 114 as a function of the optical frequency in the four exposures of a set, appear. This is because the physical scan in the axial direction of the subject material shown in Figs. 1C and 1E, as a function of the axial position, as compared to the standard confocal microscopy system required to obtain the confocal signal of the prior art, Focus confocal signal as an equivalent prior art function as a function of the condensing position with which it is located.

두가지 유용한 비형광성 공초점 스캐닝 마이크로스코프 모드[광학 및 전자 마이크로스코피에서의 진보:에서의 C.J.R.Sheppard,"스캐닝 광 마이크로스코피" ,10,(아카데믹,런던,1987);C.J.R. Sheppard and A.Choudhury, Optica Acta,24(10),1051-1073(1977)]:반사모드와 투과모드가 있다. 실제로, 축성방향을 따라 대상을 스캐닝함으로써 광학상의 구분을 하는 반사모드 마이크로스코프를 이루는 것은 쉽고[C.J.R.Sheppard and C.J.Cogswell, J.Microscopy, 159(Pt 2), 179-194 (1990); C.J.R.Sheppard and T.Wilson, Optics Lett., 3. 115-117(1978); C.J.R. Sheppard, D.K. Hamilton, and I.J.Cox, Proc. R. Soc. Lond., A 387, 171-186(1983)] 3차원 이미징를 형성한다.Two useful non-holographic confocal scanning microscopic modes [Progress in Optical and Electron Microscopy: C.J.R. Sheppard, "Scanning Optical Microscopy", 10, (Academic, London, 1987); C.J.R. Sheppard and A. Choudhury, Optica Acta, 24 (10), 1051-1073 (1977)): There are a reflective mode and a transmissive mode. Indeed, it is easy to make a reflective mode microscope that makes an optical separation by scanning an object along the direction of the axial direction (CJ R. Sheppard and C. J. Cogswell, J. Microscopy, 159 (Pt 2), 179-194 (1990); C. J. R. Scheppard and T. Wilson, Optics Lett., 3. 115-117 (1978); C.J.R. Sheppard, D.K. Hamilton, and I. J. Cox, Proc. R. Soc. Lond., A 387, 171-186 (1983)].

세개의 이미징 부분을 갖는 도 5에 도시된 공초점 마이크로스코프를 고찰하여 보자. 소스(10), 대상(112) 및 프로브빔과 산란된 프로브빔에 대한 검출기(114)를 포함하는 도 1a-1n에 참조된 서브시스템의 조합에 대하여 도 5의 렌즈(1)는 도1b에 도시된 서브시스템(81)의 렌즈(16), 도 1c에 도시된 서브시스템(81)의 렌즈(26,36), 및 도 1c에 도시된 서브시스템(82)의 렌즈(46)의 조합과 동등하고; 도 5의 렌즈(2)는 도 1f에 도시된 서브시스템(82)의 렌즈(46) 및 도 1h에 도시된 서브시스템(81a)의 렌즈(26a)의 조합과 동등하고; 도 5의 렌즈(3)는 도 1h에 도시된 서브시스템(81a)의 렌즈(36a) 및 도 1j에 도시된 서브시스템(84)의 렌즈(66)의 조합과 동등하다. 소스(10), 대상(112), 및 기준 빔과 반사된 기준빔에 대한 검출기(114)를 포함하는 도 1a-1n에 참조된 서브시스템의 조합에 대하여 도 5의 렌즈(1)는 도 1(b)에 도시된 서브시스템(80)의 렌즈(16), 도 1c에 도시된 서브시스템(81)의 렌즈(26,36), 및 도 1e에 도시된 서브시스템(83)의 렌즈(56)의 조합과 동등하고; 도 5의 렌즈(2)는 도 1g에 도시된 서브시스템(83)의 렌즈(56) 및 도 1i에 도시된 서브시스템(81a)의 렌즈(26a)의 조합과 동등하고; 도 5의 렌즈(3)는 도 1i에 도시된 서브시스템(81a)의 렌즈(36a) 및 도 1k에 도시된 서브시스템(84)의 렌즈(66)의 조합과 동등하다.Consider the confocal microscope shown in FIG. 5 with three imaging portions. The lens 1 of FIG. 5 for the combination of the source 10, the object 112 and the subsystem referenced in FIGS. 1A-1N including the probe beam and the detector 114 for the scattered probe beam is shown in FIG. The combination of the lens 16 of the illustrated subsystem 81, the lenses 26 and 36 of the subsystem 81 shown in FIG. 1C, and the lens 46 of the subsystem 82 shown in FIG. Equal; The lens 2 of Figure 5 is equivalent to the combination of the lens 46 of the subsystem 82 shown in Figure 1f and the lens 26a of the subsystem 81a shown in Figure 1h; The lens 3 of Figure 5 is equivalent to the combination of the lens 36a of the subsystem 81a shown in Figure 1h and the lens 66 of the subsystem 84 shown in Figure 1j. The lens 1 of FIG. 5 for the combination of the subsystem referenced in FIGS. 1A-1N, including the source 10, the object 112, and the detector 114 for the reference beam and the reflected reference beam, the lens 16 of the subsystem 80 shown in Fig. 1B, the lenses 26 and 36 of the subsystem 81 shown in Fig. 1C, and the lens 56 of the subsystem 83 shown in Fig. ); ≪ / RTI > The lens 2 of Figure 5 is equivalent to the combination of the lens 56 of the subsystem 83 shown in Figure Ig and the lens 26a of the subsystem 81a shown in Figure 1i; The lens 3 of Figure 5 is equivalent to the combination of the lens 36a of the subsystem 81a shown in Figure 1i and the lens 66 of the subsystem 84 shown in Figure 1k.

우리는 각각 i=1 0, 2 및 3인 네개의 스페이스; 이미징 플랜 스페이스(7A), 대상재료(112) 스페이스나 기준 미러(120) 스페이스, 이미징 플랜(17aA) 스페이스, 및 이미징 플랜 스페이스(47A) 검출기(114)를 광학상의 좌표로 정의하고:We have four spaces each with i = 1 0, 2 and 3; The imaging plane space 7A, the space of the target material 112, the space of the reference mirror 120, the space of the imaging plan 17aA, and the imaging plane space 47A, Defined as:

여기서 sinαi는 영역 i의 개구율, 주파수는 진공에서의 라디안 파장, 및는 영역 i에서의 광학통로 거리이다. 광학통로 거리는Where sin? I is the aperture ratio of the region i, frequency Is the radian wavelength in vacuum, and and Is the optical path distance in the region i. The optical path distance

로 정의되고, 여기서 적분은 각각의 광선 경로에 따르고는 위치에서의 굴절률이다., Where the integral follows each ray path Location .

공초점의 스캐닝 마이크로스코프에서의 이미징은 코히어런트 전달함수에 의해 설명될 수 있는 코히어런트 마이크로스코프(Sheppard and Choudhury,ibid.)로 움직이고, 코히어런트 전달함수는 임펄스 응답함수의 프리에 변환이다. 이와같이, 도 5에서의 시스템에 대한 효율적인 3차원 임펄스 응답함수Imaging in a confocal scanning microscope moves to a coherent microscope (Sheppard and Choudhury, ibid.), Which can be described by a coherent transfer function, and the coherent transfer function is a pre-conversion of the impulse response function . Thus, an efficient three-dimensional impulse response function for the system in FIG. 5 The

으로 표현될 수 있고, 여기서, Where < RTI ID = 0.0 >

hi, Pi, 및 Wi는 각각 도 5에서의 i번째 동등한 렌즈에 대하여 각각 i=1, 2, 3 및 4 인 임펄스 응답함수, 퍼필함수, 및 웨이브 수차함수[cf.Ref. 10-12 in M. Gu and C. J. R. Sheppard, Appl. Opt.,31(14), 2541-2549, (1992)]이고; j는 (-1)1/2이다. 임펄스 응답함수는 한 포인트의 소스대상에 응하는 이미징 플랜에서의 진폭이다. 위상변환기(44)의 함수는 적절한 퍼필함수 Pi에 통합된다.h i , P i , and W i are the impulse response function, the papil function, and the wave aberration function [cf.Ref. 1, 2, 3, and 4 respectively for the i th equivalent lens in FIG. 10-12 in M. Gu and CJR Sheppard, Appl. Opt., 31 (14), 2541-2549, (1992); j is (-1) 1/2 . The impulse response function is the amplitude in the imaging plan that corresponds to the source of a point. The function of the phase converter 44 is integrated into an appropriate puff function P i .

3차원적 대상이 단위 볼륨당 산란을 나타내는 산란분포 t(v0) [cf. C. J. R. Sheppard and X. Q. Mao, J. Opt. Soc. Am. A, 6(9), 1260-1269(1989)]에 의하여 특징지어질 수 있다고 가정하고, 산란분포 t(v0)는The scattering distribution t (v 0 ) [cf. CJR Sheppard and XQ Mao, J. Opt. Soc. Am. A, 6 (9), 1260-1269 (1989)], and the scattering distribution t (v 0 )

에 의하여 굴절률 n에 관계된다[E. Wolf, Opt. Commun., 1, 153-156 (1969)]. n과 t 모두는 일반적으로 복소가고, 식 5에서의 j는 무손실매체에서 산란된 파는 직접파에 직각위상으로 있다. 다중 산란의 영향은 무시해도 좋다고 생각한다. 또한 산란되지 않은 방사는 무시하는데, 그것은 직접(산란되지 않은) 방사는 이미징에 기여하지 않기 때문에 방사모드 마이크로스코피에 대한 타당한 가정이다. 이미징 크기는 중첩의 원리가 타당하기 때문에 대상을 구성하는 기본적인 슬라이스에 대하여 합계될 수 있다. 더욱이, 이미징 크기는 크기분포 A(v1)의 인코히어런트 소스에 대하여 적분되어져야 한다. 대상에서의 방사의 감쇠를 나타내는 감쇠함수 a(v0)는 또한 입사 및 산란된 방사 모두에 포함되어야 한다.To the refractive index n [E. Wolf, Opt. Commun., 1, 153-156 (1969). Both n and t are generally complex, and j in Eq. 5 is a wave that is scattered in a lossless medium and is quadrature to the direct wave. I think the influence of multiple scattering is negligible. Also non-scattered radiation is neglected, which is a reasonable assumption for radiation mode microscopy because direct (non-scattered) radiation does not contribute to imaging. The imaging size can be summed over the basic slices that make up the object because the principle of superposition is reasonable. Moreover, the imaging magnitude should be integrated for an incoherent source of size distribution A (v 1 ). The attenuation function a (v 0 ), which represents the attenuation of the radiation at the object, should also be included in both incident and scattered radiation.

분산 검출기 소자(130a,130b)를 포함하는 렌즈의 임펄스 응답함수는The impulse response function of the lens including the dispersion detector elements 130a and 130b is

로 나타내어질 수 있고, 여기서, Where < RTI ID = 0.0 >

이고, G3(k,v3)는 도 1a에서의 분산 검출기 소자(130a,130b)에 대한 분산 퍼필함수이다. 식 (7a)에 부합하는 u 표현에 관하여 식 (7a) 및 (7c)에서의 u의 사인 변화는 v0스페이스에서 발생하는 반사때문이다.And G 3 (k, v 3 ) is a distributed fuzzy function for the dispersion detector elements 130a and 130b in FIG. 1A. Expression u sign change of in the formula (7a) and (7c) with respect to u represent conforming to (7a) is due to reflection occurring at v 0 space.

공간필터 핀홀(18a)의 이미징 플랜(17a)에서의 산란된 프로브빔 Us의 크기는 다음과 같이 주어지고,The size of the scattered probe beam U s in the imaging plane 17a of the spatial filter pinhole 18a is given by:

여기서, R1및 T1은 각각 빔 스플리터(100)에 대한 반사 및 투과계수이다.Where R 1 and T 1 are the reflection and transmission coefficients for the beam splitter 100, respectively.

식 (8)에 식 (6a) 및 (6b)을 대입하면 다음의 Us(v2)에 대한 표현이 얻어진다.Substituting equation (6a) and (6b) in the expression (8) is obtained in the following expression for U s (v 2).

크기 Us(v2)는 도 1h에 공간필터 핀홀(18a)에서의 본 발명의 장치에 대한 복소 산란 증폭을 나타낸다. 그것은 식 (3)에 의해 주어진 임펄스 응답함수 he(v3,v2,v0,v1)의 특성으로부터 잇따르고, 도 1j에서 도시된 검출기(114)의 이미징 플랜(47)에서의 복소 산란 증폭 Us(v3)는 도 1h 및 도 1j의 렌즈(36a,66)와 도 1a에서의 분산 검출기 소자(130a,130b)의 각각의 조합에 대한 임펄스 응답함수 h3(v3-v2)를 갖는 Us(v2)의 컨벌루션에 의하여 얻어진다. 이미징 플랜(47)의 광좌표는 v3에 의해 주어진다. 방정식으로 표현하면,The size U s (v 2 ) represents the complex scattering amplification for the inventive device in the spatial filter pinhole 18a in FIG. It follows from the characteristics of the impulse response function h e (v 3 , v 2 , v 0 , v 1 ) given by equation (3) and the complex scattering in the imaging plan 47 of the detector 114 shown in FIG. The amplification U s (v 3 ) is obtained by multiplying the impulse response function h 3 (v 3 -v 2 ) for each combination of the lenses 36a, 66 of Figs. 1h and 1j with the dispersion detector elements 130a, ) ≪ / RTI > of U s (v 2 ). The optical coordinates of the imaging plan 47 are given by v 3 . Expressed in terms of equations,

여기서, t2(v2)는 공간필터 핀홀(18a)에 대한 전달함수이다. 투과모드 공초점 마이크로스코프 구성에 대한 Us(v3)의 적절한 방정식은 세팅 에 의하여 식(10)으로부터 얻어진다.Here, t 2 (v 2 ) is a transfer function for the spatial filter pinhole 18a. The appropriate equation of U s (v 3 ) for the transmission mode confocal microscope configuration is set (10). ≪ / RTI >

본 발명의 장치에 사용될 때 대상의 평면 횡단부분에 의한 산란으로부터 얻어진 간섭 신호의 관찰된 크기의 특성을 검사함으로써 과도한 복잡성을 일으킴이 없이 OWDR의 중요한 특성을 쉽게 나타낸다. 이러한 생각으로, 우리는 처음에 기준 미러, 한 포인트의 방사 소스, 및 영역(1)과 같은 영역(1,2,3,4)에서의 굴절률에대한 횡단의 평면 반사기와 함께 임의의 3차원적 산란 대상의 평면 횡단부분으로의 공초점 간섭 마이크로스코프의 응답을 고려하였다.When used in the apparatus of the present invention, it readily identifies the important characteristics of OWDR without causing undue complexity by examining the observed magnitude characteristics of the interference signal resulting from scattering by the planar cross-section of the object. With this in mind, we first introduce an arbitrary three-dimensional (1, 2, 3, 4, 5) The response of the confocal interference microscope to the plane cross-section of the scattering object was considered.

기준 미러의 축성위치와 산란대상의 횡단부분을 각각 z0,R및 z0,S로 놓고, 도 1k에서 검출기(114)의 이미징 플랜(47)에서의 반사된 기준 빔의 크기를 UR로 놓자.UR은 변수에서의 적절한 변화를 가지며 식 (10)으로부터 얻어질 수 있다. 산란 대상재료의 주어진 횡단 평면부분에 대한 검출기(114)로부터의 출력전류 I는 f3은 검출기 영역(3)의 초점길이이고,은 분산 검출기 소자(130a,130b)의 사용된 회절차수에 대한 공간 주파수 특성의 v3구성요소,은 z0,S=z0,R에서의 US와 UR사이의 위상차이고, χ는 도 1e 및 도 1g에 도시된 서브시스템(83)에서의 간섭계의 기준 렉에서의 이상기(44)에 의해 발생된 위상 변이인 형태를 이룬다.Let the size of the reflected reference beam in the imaging plane 47 of the detector 114 be U R in Figure 1K, with the axial position of the reference mirror and the transverse portion of the scattering object at z 0, R and z 0, Let U R have the appropriate change in the variable and can be obtained from Eq. (10). The output current I from the detector 114 for a given cross-sectional plane portion of the scattering material is such that f 3 is the focal length of the detector region 3, Is the v 3 component of the spatial frequency characteristic for the used diffraction orders of the dispersion detector elements 130a, 130b, Is the phase difference between U S and U R at z 0, S = z 0, R , and χ is the phase difference between U S and U R at R in phase detector 44 of the interferometer in subsystem 83 shown in FIGS. Which is the phase shift generated by the phase shifter.

의 산란크기에 비례하는 식 (11b)에서의 일정한 크기와 위상요소내의 항은 χ의 네개의 다른 값에서의 측정으로 얻어질 수 있음을 조사로부터 알 수 있다. 네개로 이루어지는 한 세트의 바람직한 χ값은 χ=χ0,χ0+π,χ0+(π/2),및 χ0+(3π/2)이다. i=1, 2, 3, 및 4 의 각각에 대한 출력전류 Ii의 대응하는 네개의 값은 다음 스케줄을 따르도록 조합된다. The constant magnitude in Eq. (11b) and the term in the topological element proportional to the scattering magnitude of χ are found at four different values of χ Can be obtained by the measurement of < RTI ID = 0.0 > A set of four preferred values of χ are χ = χ 0, χ 0 + π, χ 0 + (π / 2), and χ 0 + (3π / 2). The corresponding four values of the output current I i for each of i = 1, 2, 3, and 4 are combined to follow the next schedule.

ΔI에 대한 복소 표현은 다음과 같이 정의되거나The complex representation for [Delta] I is defined as

또는 식 (13a)과 (13b)의 대입으로 다음과 같이 정의된다.Or by substitution of equations (13a) and (13b).

한정된 축 두께의 산란 대상재료에 대하여, 대응하는 신호는 z0,S에 대한의 적분에 의해 얻어진다. 식 (15)를 이용하면,은 다음과 같이 한정된 축 두께의 산란 대상재료에 대하여 표현될 수 있다.With respect to the material to be scattered with a limited axial thickness, For z 0, S ≪ / RTI > Using equation (15) Can be expressed for a scattering target material having a limited axial thickness as follows.

종결신호는 υ3의 함수로서을 측정함으로써 주파수 k의 함수로 측정된다.Termination signal As a function of v 3 As a function of frequency k.

일정한 크기요소 내의 관찰된 양 ΔI은 산란된 크기 US및 기준 크기 UR의 산물에 대한 프리에 변환이라는 것이 식(16)의 조사에 의해 나타난다. 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피는 대상재료에 대한 동일한 정보를 얻는다. z0방향에서의 축 포인트의 어레이에서 대상재료에 대한에 의해 나타난 정보는 요구되는 대상재료의 스캐닝 없이 제때에 연속적으로 얻어진 네개의 독립 측정으로부터 본 발명의 장치로써 얻어진다. 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에 대하여,동등한 네개의 독립 측정은 대상재료의 스캐닝에 의하여 z0방향으로 축 포인트의 어레이에서 각 축 포인트에 대하여 만들어져야 한다. 이와같이,이 나타난 정보는 종래기술의 간섭 공초점 마이크로스코피보다도 적은 시간으로 본 발명의 장치로 대상재료에 대하여 얻어진다. 인스턴트 발명의 이러한 특징은 측정된 전류의 습득동안에 대상재료의 움직임에 통계학적 정밀도와 감소된 민감성에서의 부분적인 개선을 이끈다.The observed amount [Delta] I in a constant size element is indicated by an examination of equation (16), which is the Frie transform for the product of the scattered size U S and the reference size U R. Prior art confocal interference microscopes obtain the same information about the material of interest. z For an array of axis points in the 0 direction, Is obtained as an apparatus of the present invention from four independent measurements obtained continuously in time without scanning of the required material of interest. For prior art confocal interference microscopes, equivalent four independent measurements must be made for each axis point in the array of axis points in the z 0 direction by scanning the material of interest. like this, The information presented is obtained for the material of interest with the device of the present invention in less time than the prior art interference confocal microscopes. This feature of the instant invention leads to a partial improvement in statistical precision and reduced sensitivity to the movement of the material of interest during acquisition of the measured current.

프리에 변환된 산란증폭의 특성Characteristics of amplified scattering amplification

측정된 강도 Ii는 산란된 증폭 US및 반사된 기준 증폭 UR의 산물의 프리에 변환인 식 (16)에 의해 표현될 때 ΔI를 주도록 조합될 수 있음이 "인-포커스에 대한 임펄스 응답함수"로 제목지어진 부분에 나타난다. 이와같이, 산란 대상 자체에 대한 정보는 주파수 k에 대하여의 역 프리에 변환 F-1(ΔI)을 계산함으로써 얻어질 수 있다. 즉,The measured intensity I i can be combined to give ΔI when expressed by the formula (16), which is the pre-conversion of the product of the scattered amplification U S and the reflected reference amplification U R. "The impulse response function "Appears in the section titled. Thus, the information about the scattering object itself can be obtained with respect to the frequency k Can be obtained by calculating the inverse free transform F -1 ([Delta] I). In other words,

식 (17)에 식 (16)에 의해 주어진 ΔI에 대한 표현을 대입하면, 산란된 증폭 US및 반사된 기준 증폭 UR의 산물에 대한 다음의 방정식이 얻어진다.Substitution of the expression for ΔI given by equation (17) into equation (17) yields the following equation for the products of scattered amplification U S and reflected reference amplification U R :

식 (18)에 기초된으로부터의 계산에 대한 절차는를 곱한 것이고, 반사된 증폭은 독립 측정에 의해 결정된다. 참조된 계산에서, 모든 비 대상재료에 관계된 ψR에 대한 기여를 아는것은 중요하다.의 결정방법은 세가지 다른 측정의 유형으로 이루어진다. 측정의 제 1 유형은 복소량 ΔI에 상응하는 측정을 만들기 위한 반사특성으로 알려진 평면 반사면에 의하여 대체된 대상재료(112)로 만들어진다. 측정의 제 1 유형으로 얻어진 상응하는 복소량 ΔI 으로부터의 측정이 얻어지고, 여기서,에 기여하는 모든 비 대상재료를 말한다. 측정의 제 2 유형은 대상재료 없이 Ii의 하나를 측정하는 것이다. 대상재료 없이 얻어진 Ii로부터의 측정이 얻어진다. 측정의 제 3 유형은 기준 미러 없이 그리고 반사특성으로 알려진 평면 반사면에 의해 대체된 대상재료(112)를 가지고 Ii의 하나를 측정하는 것이다. 기준 미러 없이 그리고 평면 반사면에 의해 대체된 대상재료(112)로 얻어진 Ii로부터 |US,0|의 측정이 얻어진다. 세가지 양, |UR|2, 및 |US,0|2의 측정은으로부터의 계산에 사용하기 위한을 결정하기 위하여 요구되는 정보를 포함한다.Based on equation (18) From The procedure for calculating on And the reflected amplification Is determined by independent measurement. In the calculations referred to, all of the non-subject materials related to ψ R It is important to know your contribution to. The method of determination consists of three different types of measurements. The first type of measurement is made with the target material 112 replaced by a planar reflective surface known as a reflection characteristic for making a measurement corresponding to the complex amount < RTI ID = 0.0 > From the corresponding complex amount < RTI ID = 0.0 > I < / RTI & ≪ / RTI > is obtained, silver All non-target materials that contribute to The second type of measurement is to measure one of I i without the target material. From I i obtained without the target material Is obtained. The third type of measurement is to measure one of I i with a reference material 112 replaced by a planar reflecting surface known as a reflection feature and without a reference mirror. A measurement of | U S, 0 | is obtained from I i obtained with the target material 112 replaced by the reference mirror and by the planar reflecting surface. Three sheep , | U R | 2 , and | U S, 0 | The measurement of 2 From For use in the calculation of And the like.

이 설명된 절차에 의하여 결정될 수 있다는 정확성은 본 발명의 장치에서의 고유한 배경, 대상재료에 의해서가 아닌 장치 자체에 의해서 만들어진 배경의 레벨에 부분적으로 의존할 것이다. 설명된 방법은 또한 |US,0|2및 본 발명의 장치의 간섭계의 대상재료 암에 대한 임펄스 응답함수를 특징화 하는데 사용될 수 있다는 것은 중요하다. The accuracy with which this procedure can be determined will depend in part on the background of the device of the present invention, the level of background created by the device itself, not by the material of interest. The method described also includes: | U S, 0 | 2 and the material of the object of the interferometer of the apparatus of the present invention can be used to characterize the impulse response function.

본 발명의 장치의 축방향 해상도는 주어진 파장에 대하여 본 발명의 장치의 개구수에 의해 결정된 축방향의 해상도를 초과하는 경우에 대해 쉽게 추정된다. 다음의 단순화하는 가정은 비 본질적 항목을 갖는 픽처를 혼란시키거나 분산함이 없는 그러한 상태에 대한 축방향 해상도를 추정하도록 만들어진다. |UR||UR| 및 (ψSR)은 k_ 내지 k+의 간격에 대해 무시할 만한 양만큼 변화하고 또한 소스의 스펙트럼은 이 간격에서의 삼각함수인 것으로 가정하면, 식(17)의 k'에 대한 적분은 다음과 같은 결과의 형태에 가깝게 값이 구해질 수 있다.The axial resolution of the device of the present invention is easily estimated for cases where the axial resolution determined by the numerical aperture of the device of the present invention for a given wavelength is exceeded. The following simplifying assumption is made to estimate the axial resolution for such a state without confusing or distributing pictures with non-intrinsic items. | U R || U R | And (? S - ? R ) vary by a negligible amount with respect to the interval of k_to k + , and the spectrum of the source also has a trigonometric function , The integral for k 'in Eq. (17) can be approximated to the following form of the result.

여기서,here,

식 (19)로부터 |US|는 다음의 축방향 공간 해상도로 얻어지거나From the equation (19), | U S | can be obtained with the following axial spatial resolution

다음과 같은 파장의 항목으로 나타내어진다.It is expressed by an item of the following wavelength.

여기서,here,

백색광 프린지 패턴White light fringe pattern

단독 반사면인 산란 대상의 예에 대하여, ΔI는 축방향의 해상도가 초과할때 주어진 파장에 대한 본 발명의 장치의 개구수에 의해 결정된 전형적인 백색광 프린지 패턴이다. 결과적으로 이러한 상황에 대하여, 기준 및 대상의 반사면의 상대적인 위치는 식 (22a) 또는 식 (22b)에 의해 주어진것에 유사한 축방향의 해상력과 쉽게 동일시 될 수 있다. 이것은 가장 큰 증폭을 갖는 프린지 패턴에서의 피크위치, 백색광 프린지 패턴의 엔벨로프에서의 피크위치 또는 몇가지 다른 대조하는 기준 특징중의 어느 하나에 의한 백색광 프린지 패턴으로부터 직접적으로 얻어진다. (cf. Refs. 2-7 in L. Deck and P. de Groot, ibid.).For an example of a scattering object that is a single reflecting surface, ΔI is a typical white light fringe pattern determined by the numerical aperture of the device of the present invention for a given wavelength when the axial resolution is exceeded. Consequently, for such a situation, the relative position of the reference and the reflective surface of the object can easily be identified with an axial resolution similar to that given by Eq. (22a) or Eq. (22b). This is obtained directly from the white light fringe pattern by either the peak position in the fringe pattern with the largest amplification, the peak position in the envelope of the white light fringe pattern, or some other contrasting reference feature. (cf. Refs. 2-7 in L. Deck and P. de Groot, ibid.).

인-포커스 이미징에 대한 임펄스 응답 : 횡단 OWDRImpulse response for in-focus imaging: transverse OWDR

제 2 실시예 그룹의 제 5 실시예는 기본원리가 제 2 실시예 그룹의 모든 실시예와 그 변형에 잘 적용되지만, "배경 보정"으로 제목지어진 부분에 인용된 변별있는 특징의 원리를 보여주기 위해 시스템에 채택되었다. 제 5 실시예에 관한 한 OWDR을 이용하는 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템에 대한 인-포커스 이미징에 대한 임펄스 응답함수는 제 1 실시예에 대한 앞서있는 부분에서 추론된 임펄스 응답함수로부터 쉽게 얻어지고; 제 1 실시예의 퍼필함수(Pi)는 제 5 실시예의 상응하는 퍼필함수에 의해 대체되고, 제 5 실시예의 퍼필함수(Pi)는 분산 구성요소(130a,130b,130c,및 130d;도 1aa,2aa,3aa,및 4aa참조)의 영향을 포함한다.The fifth embodiment of the second embodiment group illustrates the principle of the distinguishing feature cited in the section entitled " background correction " although the basic principle applies well to all embodiments of the second embodiment group and its variants The system was adopted. As to the fifth embodiment, the impulse response function for in-focus imaging for a confocal interference microscopy system using OWDR is readily obtained from the impulse response function deduced in the preceding section for the first embodiment; The function P i of the first embodiment is replaced by the corresponding function of the fifth embodiment and the function P i of the fifth embodiment is the same as that of the dispersive components 130a, 130b, 130c, and 130d , 2aa, 3aa, and 4aa).

일정한 크기 요소내의 관찰된 양 ΔI 은 산란된 증폭 US과 반사된 기준 증폭 UR의 산물의 프리에 변환임이 도 (16)의 조사에 의해 나타난다.The observed amount, ΔI, in the constant-magnitude component is indicated by the investigation of the pre-conversion probability (16) of the product of the scattered amplification U S and the reflected reference amplification U R.

종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피는 대상재료에 대한 동등한 정보를 얻는다. 횡단 평면의 부분에서 측면 포인트의 어레이에서의 대상재료에 대하여에 의해 나타난 정보는 요구되는 대상재료의 스캐닝 없이 제때에 연속적으로 얻어지는 네개의 독립 측정으로부터 본 발명의 장치에 의해 얻어진다. 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피에 대하여, 동등한 네개의 독립 측정은 대상재료를 스캐닝함으로써 횡단 평면 부분에서의 측면 포인트의 어레이에서 각 측면 포인트에 대하여 만들어져야 한다. 이와같이,에 의해 나타난 정보는 종래기술의 간섭 공초점 마이크로스코피에서 보다도 더 적은 시간에 본 발명의 장치를 가지고 대상재료에 대하여 얻을 수 있다. 인스턴트 발명의 이러한 특징은 측정된 전류의 습득 동안에 대상재료의 움직임에 통게적인 정확성 및 감소된 정밀도에서의 부분적인 개선을 이끌어낸다.Prior art confocal interference microscopy obtains equivalent information for the material of interest. For the target material in the array of side points in the portion of the transverse plane Is obtained by the apparatus of the present invention from four independent measurements that are obtained continuously in time without scanning of the required material of interest. For prior art confocal interference microscopes, equivalent four independent measurements must be made for each side point in the array of side points in the transverse plane portion by scanning the material of interest. like this, Can be obtained for the target material with the apparatus of the present invention in less time than in prior art interference confocal microscopes. This characteristic of the instant invention leads to a partial improvement in the accuracy of the target material and the reduced precision in the movement of the material during the acquisition of the measured current.

아웃-오브-포커스 이미징의 증폭Amplification of out-of-focus imaging

이미징 플랜(17a)에서 공간필터 핀홀에서의 아웃-오브-포커스 빔 UB의 증폭은 다음과 같이 정의되는 프레넬 적분 C(z) 및 S(z)의 항으로 표현될 수 있다.The amplification of the out-of-focus beam U B at the spatial filter pinhole in the imaging plane 17a can be expressed in terms of Fresnel integrals C (z) and S (z), which are defined as follows.

[cf. Abramowitz and Stegun, Handbook of Mathematical Functions, (Nat. Bur. of Standards, Appl. Math. Ser. 55), Sect. 7.3, 300-302, 1964]. UB에 대한 표현은v1=(0,0,0)에 위치된 포인트 소스(8)에 대하여 다음과 같이 나타낼 수 있고,[cf. Abramowitz and Stegun, Handbook of Mathematical Functions, (Nat.Bur.of Standards, Appl. 7.3, 300-302, 1964]. The expression for U B can be expressed for a point source 8 located at v 1 = (0, 0, 0)

여기서, f2는 도 5에서의 영역(2)의 집점거리이고, (x2,y2,zB)는 이미징 플랜(57)에서의 아웃-오브-포커스 좌표이고, (AB/f2)는 렌즈(2)의 출사동공에서의 아웃-오브-포커스 증폭이고,Here, f 2 is the focal distance of the zone (2) in Fig. 5, (x 2, y 2 , z B) is out of the imaging plan 57-of-a focus coordinates, (A B / f 2 Is the out-of-focus amplification in the exit pupil of the lens 2,

는 렌즈(2)의 출사동공 (Born and Wolf의 섹션 8.8.1에 소개된 회절이론에서 유래됨)이다. m=2 이고 이상기(14,24,및 34)의 이상기 구성요소의 어포다이제이션 없는 레벨(2) 변별에 대한에 대한 적분결과는 다음과 같고, Wow (Derived from the diffraction theory introduced in section 8.8.1 of Born and Wolf) of lens 2. (2) without apodization of the phase shifter component of the phase shifters 14, 24, and 34, and The integration results for

여기서,here,

이고, a는 ζ2방향에서의 이상기 구성요소의 폭이다. m=2 이고 이상기(14,24,및 34)의 이상기 구성요소의 어포다이제이션 없는,방향에서의 예에 대한 레벨(1) 변별 동작에 대한 결과는 다음과 같다., A is ζ 2 and Lt; / RTI > is the width of the stator component in the direction. m = 2 and without the apodization of the phase shifter components of phase shifters 14, 24, and 34, The results for the level (1) discriminating action for the example in the direction are as follows.

레벨(1) 변별에 대한 각각의 빔(B52D-1,-2,-3,-4)에 대한의 일예는y=0 이고에 대한의 함수로 도 6에 도시된다.For each beam B52D-1, -2, -3, -4 for level (1) discrimination, An example of y = 0 For Lt; / RTI >

종래기술의 간섭 공초점 마이크로스코피와 비교하여볼 때 왜 본 발명의 장치가 아웃-오브-포커스 이미징으로부터 배경에 감소된 민감도를 나타내는지 도 6의 조사로 명백해지고, 본 발명의 장치가 이미징 플랜(17a)에서의 UR의 역대칭적 공간특성의 결과로 x2와 y2에 대하여 UB의 1차도함수에 반응하는 반면, 종래기술의 간섭 공초점 마이크로스코피는 UB에 반응한다. 공간필터 핀홀(18a)에서의의 광주파수 성분의 적분은 상응하는 검출기 핀홀에 대한 상응하는의 적분에 매우 근사한 값(approximation equivalent)이라는 것은 프레넬 간격의 특성[cf. Abramowitz and Stegun, ibid.]을 이용하여 증명할 수 있고, 종래기술의 공초점 간섭 마이크로스코피의 경우와 여기에 개시된 발명의 경우 모두에 대하여 표 1에 목록된 방법으로 작용한다. 표 1 에서,It is evident by the investigation of FIG. 6 that the device of the present invention exhibits reduced sensitivity to background from out-of-focus imaging, compared to prior art interference confocal microscopes, 17a), the prior art interference confocal microscope responds to U B , while the prior art interference confocal microscope responds to U B for the x 2 and y 2 as a result of the antisymmetric spatial property of U R. In the spatial filter pinhole 18a, The integration of the optical frequency components of the corresponding detector pinhole The approximation equivalent to the integral of the Fresnel interval [cf. Abramowitz and Stegun, ibid.] And operate in the manner listed in Table 1 for both the case of prior art confocal interference microscopes and the invention disclosed herein. In Table 1,

U*는 U의 켤레복소수를 나타내고, 그 적분은 UR이 레벨(1) 변별에 대한 x2에서 및 레벨(2) 변별에 대한 x2와 y2모두에서 역대칭적인 위치에 대해 중앙위치된 간격에 대한 것이다.U * represents the complex conjugate of U, the integral U R is the level (1) a central position with respect to the in x 2 for discrimination, and the level (2) inverse symmetrical position in both x 2 and y 2 of the discriminant Spacing.

주어진 표 1의 범위를 벗어난 아웃-오브-포커스 이미징으로부터의 배경에 반하여 향상된 변별은 x2와 y2에 대하여 UB의 도함수의 크기를 감소시키도록 이상기(14,24, 및 34)의 이상기 구성요소의 어포다이제이션에 의해 본 발명의 장치에서 얻어진다. 어포다이제이션 함수를 주시하라.In contrast to the background from the out-of-focus imaging out of the range of Table 1 given, the improved discrimination results in the phase shifter configuration of the phase shifters 14, 24, and 34 to reduce the magnitude of the derivative of U B for x 2 and y 2 Lt; / RTI > is obtained in the apparatus of the present invention by apodization of the element. Apodization function Watch.

레벨(2) 변별과 m=2 에서에 대한 적분후의 결과는 다음과 같고,Level (2) discrimination and at m = 2 and The result after integration is as follows,

여기서,here,

공간필터 핀홀(58)에서의의 광주파수 성분의 적분은 상응하는 검출기 핀홀에 대한 상응하는의 적분에 매우 근사한 값이라는 것은 프레넬 간격의 특성[cf. Abramowitz and Stegun, op. cit.]을 이용하여 증명될 수 있고, 식 (31)에 의해 주어진 어포다이제이션을 갖는 레벨(2) 변별과방향으로의 종속을 갖는 어포다이제이션이 있고방향으로 어포다이제이션이 없는 레벨(1) 변별로 여기에 개시된 발명에 대하여 표 1에 목록된 방법으로 작용한다.In the spatial filter pinhole 58, The integration of the optical frequency components of the corresponding detector pinhole Is very close to the characteristic of the Fresnel interval [cf. Abramowitz and Stegun, op. (2) discrimination with apodization given by equation (31) and In a direction Dependent Lt; RTI ID = 0.0 > (1) with no apodization in the direction of the direction shown in Table 1 for the invention disclosed herein.

본 발명을 구체화하는 장치의 매우 단순한 특징은 필터링된 간섭항 파수의 강화된 감축, 공간적으로 필터링된 반사된 기준빔, 및 필터링된 파수이고, 이미징 플랜(67)에서 검출된 공간적으로 필터링된 배경빔은 아웃-오브-포커스 이미징 소스의 독립한 각 볼륨 구성요소에 효율적이다. 그러므로, 그 감축은 아웃-오브-포커스 이미징으로부터 배경에 의해 만들어진 계통 에러에서의 강화된 감축 뿐만아니라 통계적 감축에서의 감축 모두가 이끈다.A very simple feature of the apparatus embodying the present invention is the enhanced attenuation of the filtered interference spectra, the spatially filtered reflected reference beam, and the filtered wave number, and the spatially filtered background beam Is efficient for each independent volume component of the out-of-focus imaging source. Therefore, the reduction leads both to enhanced reductions in systematic errors made by the background from out-of-focus imaging as well as reductions in statistical reductions.

아웃-오브-포커스 이미지로부터 배경에 대한 본 발명의 장치의 감축된 민감도에 대한 디퍼링 포시빌리티의 퍼텐셜 값은 또한 종래기술의 공초점 마이크로스코피의 축방향 섹셔닝 파워에 비하여 효율적으로 감축되는 종래기술의 간섭 공초점 마이크로스코피의 축방향 섹셔닝 파워의 컨텍스트(context)에서 인식될 수 있다. 반사된 기준 증폭과 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 증폭 사이의 검출된 간섭 크로스항에 기인하는 종래기술의 간섭 공초점 마이크로스코피에서의 에러 신호는 아웃-오브-포커스 이미지 강도로부터 검출된 배경에 기인하는 종래기술의 공초점 마이크로스코피에서의 에러 신호에 비하여 zB에서의 1차만큼 zB에 덜 의존한다.The potential value of the de-piping capability for the reduced sensitivity of the apparatus of the present invention to the background from the out-of-focus image is also effectively reduced compared to the axial securing power of the prior art confocal microscopes Lt; RTI ID = 0.0 > of the axial confinement < / RTI > The detected interference between the reflected reference amplification and the background amplification from the out-of-focus image. The error signal in the prior art interference confocal microscope due to the cross term is detected from the out-of-focus image intensity and less dependent on the z B z B by the primary in comparison with the error signal in the prior art caused by confocal microscopy.

통계학상의 에러Statistical error

임의의 3차 산란 대상(112)의 평면 횡단부분에 대한 본 발명의 장치의 응답을 주시하자. 산란 대상(112)의 주어진 횡단의 평면부분에 대한 검출기의 픽셀로부터의 출력전류 I는 다음과 같은 형태이다.Let's look at the response of the device of the present invention to the planar cross-section of any third-order scattering object 112. The output current I from the detector's pixel for a planar portion of a given cross-section of the scattering object 112 is of the form

적분은 검출기 핀홀의 영역에 걸친 적분이고χ는 이상기(44)에 의해 이뤄진 위상 변이이다. 식 (12a) 및 (12b)에 의해 정의된 강도 차에 대한 해당 방정식Δ I 1= I 1- I 2Δ I 2= I 3- I 4은 각각Integral Is the integral over the area of the detector pinhole, and [ chi] is the phase shift resulting from the phase shifter 44. [ Equation (12a) and the corresponding equations for the intensity difference defined by the (12b) Δ I 1 = I 1 - I 2 and Δ I 2 = I 3 - I 4 are each

이고, I i는 다음 식에 의해 정의된다.And I i is defined by the following equation.

에 대한 통계적 에러는 각각 다음과 같이 표현될 수 있다. And Can be expressed as follows.

식 (37a) 및 (37b)의 유도에 있어서,즉 시스템에서의 통계적 잡음은 검출된 광방출 전자 갯수의 뿌아종(Poisson) 통계식에 의해 결정되고둘 다는 많은 광방출 전자에 해당한다고 가정된다.의 경우에, 식 (37a) 및 (37b)의 우변에서U S에 의존하는 항은 무시될 수 있고 다음과 같이 간단한 방정식으로 유도된다.In the derivation of equations (37a) and (37b) And , I.e. the statistical noise in the system is determined by the Poisson statistic of the number of detected light emitting electrons And Both are assumed to correspond to many light emitting electrons. And , The term depending on U S in the right side of the equations (37a) and (37b) can be ignored and is derived as a simple equation as follows.

로부터로 갈 때 얻어지는에 대한 신호 대 잡음비에서의 부가 이득은 거의 (3/2) 비율임에 주목할 가치가 있다. 그러나 이 후자의 이득은 신호 처리 전자의 요구 동적 범위 및 소스 전력에 있어서의 상당한 증가의 댓가로써 얻어진다. 따라서,에 대한 최적 선택은 전형적으로 다음과 같이 된다. from Obtained when going to And The additive gain in the signal-to-noise ratio for the signal-to-noise ratio is almost (3/2). However, this latter gain is obtained at the expense of a significant increase in the required dynamic range and source power of the signal processing electronics. therefore, Lt; / RTI > is typically < RTI ID = 0.0 >

식 (39)에 표현된 조건을 만족할 때, 식 (38a) 및 (38b)에 의해 주어지는 통계적 에러는 다음 부등식에서 표현된 것처럼 제한된다.When the condition expressed in equation (39) is satisfied, the statistical error given by equation (38a) and (38b) is limited as expressed in the following inequality.

식 (37a) 및 (37b) 또는 식 (38a) 및 (38b)의 검토에서, 아웃-오브-포커스 이미지로부터 장치의 축소된 배경을 가진 본 발명을 구현하는 장치는 본질적으로 종래 기술인 공초점 간섭 마이크로스코피 시스템에 비해서U SU R의 주어진 작동치에 대한 더 낮은 통계적 에러를 갖는다는 것이 명백하다. 전형적으로, 본 발명을 구현하는 장치를 사용할 때 얻어지는 신호 대 잡음비는 여기에 게시한 발명을 사용하지 않는 공초점 간섭 마이크로스코피에 의해 얻어지는 것보다 (3/2)1/2비율만큼 더 클 것이다.In the discussion of equations (37a) and (37b) or (38a) and (38b), an apparatus embodying the invention with a reduced background of the device from an out-of-focus image is essentially a prior art confocal interference micro- Lt; RTI ID = 0.0 > U S < / RTI > and U R as compared to the scoping system. Typically, the signal-to-noise ratio obtained when using the apparatus embodying the present invention will be larger by (3/2) 1/2 than that obtained by the confocal interference microscope that does not use the invention disclosed herein.

식 (37a) 및 (37b), 식 (38a) 및 (38b), 및 식 (40a) 및 (40b)의 해석은 다음과 같다: 여기에 게시한 발명에 의해 네 개의 강도 측정 세트로부터 복소 산란 진폭의 구성요소를 얻을 수 있고 그로써 물체의 각각의 독립 위치에 대하여 추론된 복소 산란 진폭의 구성 요소 각각에 대한 통계적 에러는 전형적으로 복소 산란 진폭 자체의 통계에 의하여 고정된 한계 통계적 에러의 (3/2)1/2비율 내에 있으며, 또한 언급된 통계적 에러는 종래 기술인 공초점 간섭 마이크로스코프에 비해서 신호 처리 전자에 있어서의 더 낮은 요구 동적 범위 용량 및 소스의 더 낮은 작동 전력 레벨로 얻어질 수 있다. 독립 위치라는 용어는 네 개의 측정 강도의 연합 세트가 통계적으로 독립 세트임을 의미하는데 사용된다.The interpretation of equations (37a) and (37b), equations (38a) and (38b), and equations (40a) and (40b) is as follows: By the invention published here, complex scattering amplitudes And thereby the statistical error for each of the components of the complex scattering amplitude inferred for each independent position of the object is typically determined by the statistics of the complex scattering amplitude itself, ) 1/2 and the mentioned statistical errors can be obtained with a lower required dynamic range capacity in the signal processing electronics and a lower operating power level of the source compared to prior art confocal interference microscopes. The term independent position is used to mean that the association set of four measurement intensities is a statistically independent set.

1a-1n및 도2a-2f에서 예시된 제 1 및 제 2 실시예 및 산란된 프로브 빔 및 이미지 평면(47)에서의 아웃-오브-포커스 이미지 빔을 동시에 감쇠시키기 위한 이상기(24)의 전송을 축소함으로써 구현되는 제 1 및 제 2의 변형된 실시예에 대한식 (39)에 의해 표현된 조건을 얻는 것이 가능할 것이다. 주어진 신호 대 잡음비를 얻기 위해서, 이 감쇠 절차는 이상기(24)에서의 감쇠가 증가함에 따라 광원(10)의 세기 증가를 요구할 수 있다. 도3a-3l및 도4a-4f에 예시된 발명의 대안적 제 3 및 제 4 실시예 및 제 3 및 제 4 의 변형된 실시예는 빔 스플릿터(100,100a, 및100b)의 전송/반사 특성을 서로에 비례해 조절함으로써 식 (39)에 의해 주어진 조건이 충족되도록 한다. 제 3 또는 제 4 실시예 중 어느 하나가 식 (39)에 의해 표현된 조건을 만족하도록 사용될 때, 광원(10또는10a)은 일반적으로 이상기(24)의 전송의 축소에 기초한 상기 감쇠 절차에 의해 요구되는 것에 비해 더 낮은 전력 레벨에서 작동될 수 있다.The first and second embodiments illustrated in Figs. 1A-1N and Figs. 2A-2F and the transmission of the scattered probe beam and the phase shifter 24 for simultaneously attenuating the out-of-focus image beam at the image plane 47 (39) for the first and second modified embodiments, which are implemented by shrinking the first and second modified embodiments. In order to obtain a given signal-to-noise ratio, this attenuation procedure may require an increase in the intensity of the light source 10 as the attenuation in the phase shifter 24 increases. Alternative third and fourth embodiments and third and fourth modified embodiments of the invention illustrated in Figs. 3a-3l and 4a-4f are similar to the transmission / reflection of beam splitter 100 , 100a , and 100b By adjusting the properties proportional to each other, the conditions given by Eq. (39) are met. When any one of the third or fourth embodiment is used to satisfy the condition expressed by the equation (39), the light source 10 or 10a is generally controlled by the attenuation procedure based on the reduction of the transmission of the phase shifter 24 It can be operated at a lower power level than required.

신호 대 잡음비는 예를 들어 파장의 일차 독립에 대한 신호 대 잡음비를 발생시키기 위한 소스 광 주파수 구성요소의 파장 함수로서 조절될 수 있다. 이 특성은 제 1 실시예의 상세한 설명을 소개하는 절에서 설명되었다. 인용된 설명에 나와 있듯이, 일반적으로 대상재료(112)로의 침투 이전의 프로브 빔(P22D)의 진폭의 해당 광 주파수 구성요소에 수직인 파장으로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P42D)의 진폭은 진술된 요인에 기인한 파장에 따라 변할 것이다. 또한 파장으로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔(B62D)의 진폭에 대한 파장으로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P42D)의 진폭비는 일반적으로 대상재료(112)내로의 이미지 포인트(28)의 깊이가 증가함에 따라 감소할것이다. 신호 대 잡음비에서의 그러한 인자의 효과는 파장 필터를 기준 미러 서브시스템(83) 내에 위치시킴으로써 부분적으로 보상받을 수 있고/또는 잡음비에서의 그러한 인자의 효과는 파장 필터를 기준 미러 서브시스템(83) 및/또는 프로브 빔 서브시스템(82),바람직하게는 기준 미러 서브시스템(83),에 위치시킴으로써 그리고 파장으로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔(P42D) 및 식 (39)에 의해 표현된 조건을 다른 파장이 만족하도록 하기 위한 각각의 검출기 핀홀을 통하여 전송된 파장으로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔(R42D)의 비를 조절하고/또는 최적화하기 위하여 파장 필터의 전송이 특정한 파장 의존도를 갖도록 설계함으로써 부분적으로 보상받을 수 있다.The signal-to-noise ratio can be adjusted, for example, as a function of wavelength of the source optical frequency component to generate a signal-to-noise ratio for the primary independence of the wavelength. This characteristic has been described in the section introducing the detailed description of the first embodiment. As indicated in the cited description, the scattered probe beam P42D , which has been filtered and spatially filtered with a wavelength perpendicular to the corresponding optical frequency component of the amplitude of the probe beam P22D prior to penetration into the target material 112 The amplitude will vary with the wavelength due to the stated factor. The amplitude ratio of the scattered probe beam P42D filtered and spatially filtered to the wavelength for the amplitude of the background filtered beam spatially filtered background beam B62D is also generally proportional to the image point 28 into the object material 112. [ Will decrease with increasing depth. The effect of such a factor in the signal-to-noise ratio can be partially compensated by placing the wavelength filter in the reference mirror subsystem 83 and / or the effect of such a factor in the noise ratio can be achieved by placing the wavelength filter in the reference mirror subsystem 83 and / / RTI > and / or the conditions represented by the scattered probe beam P42D filtered by spatially filtered and scattered probe beam P42D and by equation (39), by positioning in the probe beam subsystem 82 , preferably the reference mirror subsystem 83 , In order to adjust and / or optimize the ratio of the filtered and spatially filtered reflected reference beam R42D to the wavelength transmitted through each detector pinhole to ensure that other wavelengths are satisfied, So that it can be partially compensated.

아웃-오브-포커스 이미지에 기인한 계통 에러System error due to out-of-focus image

식 (35a) 및 (35b)는U S의 실수부 및 허수부를 측정하기 위하여ΔI 1,ΔI 2, 및의 측정치와 결합하여 사용될 수 있다.의 양은 예를 들어 "푸리에 변환된 산란 진폭의 특성"이라 표제된 섹션에서 설명된 방법에 의해서 결정될 수 있다. 잠재적 계통 에러 항이 남는다.Equation (35a) and (35b) is ΔI 1, ΔI 2, and to measure real and imaginary parts of the U S ≪ / RTI > Can be determined, for example, by the method described in the section entitled " Characteristics of Fourier Transformed Scattering Amplitude ". Potential grid error term remains.

이 계통 에러 항은일 때 중요할 수 있다. 결과적으로, 식 (41a) 및 (41b)에 의해 표현된 간섭항이 허용 레벨로 보상받는 것이 바람직할 것이다.This grid error term It can be important. As a result, it is preferable that the interference terms expressed by the equations (41a) and (41b) are compensated with an allowable level.

여기에 게시한 발명에서항에 대한보상은 컴퓨터 처리 과정에 있어서 일반적으로 종래 기술인 공초점 간섭 마이크로스코피에서 요구되는 것보다 더 적은 것을 요구한다. 이것은U B의 공간 특성이 고찰하의 3차원 대상재료(112)의 산란 특성에 의존하고 따라서 적분 방정식을 통해U S에 의존하기 때문이다. 이 적분 방정식 (35a) 및 (35b)는 프레드홀름(Fredholm) 제 2 류의 적분 방정식이다.U S를 얻기 위한 각각의 적분 방정식의 역변환을 수행하는데 요구되는 컴퓨터 처리는 본 발명을 구현하는 장치에서처럼항이 축소될 때 감소한다. 일반적으로, 요구되는 컴퓨터 처리에 있어서의 감소비는항의 축소비보다 더 빠르다.In the invention published here And Compensation for the term generally requires fewer than is required in the prior art confocal interference microscope for computer processing. This is because the spatial properties of U B depend on the scattering characteristics of the three-dimensional target material 112 under consideration and therefore depend on U S through the integral equation. These integral equations (35a) and (35b) are integral equations of the Fredholm class II. The computer processing required to perform the inverse of each integral equation for obtaining U S is the same as in the apparatus implementing the present invention And Decrease as the term shrinks. In general, the reduction ratio in the required computer processing is And It is faster than the reduction ratio of the protest.

상호 간섭 항이 본 발명을 구현하는 장치에 있어서의 그것과 대조되어 보상되지 않는 그들 간섭계 측정에 대해서, 식 (35a) 및 (35b)에 해당하는 적분 방정식은 비선형 적분 방정식이다: 그 식들은U S에 있어서의 2차 적분 방정식이다. 비선형 적분 방정식은 일반적으로 그 해를 위한 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어에 대해서 선형 적분 방정식이 요구하는 것보다 상당히 더 많은 정교함을 요구한다.항으로 작업하는 것으로부터항으로의 본 발명을 구현하는 장치에 의한 변환은 종래 기술인 핀홀 공초점 마이크로스코피에 비해 본 발명의 중요한 특성을 나타낸다.Mutual interference term For the contrast to that does not compensate them interferometric measurement according to the apparatus for implementing the present invention, the integral equations corresponding to the equation (35a) and (35b) are nonlinear integral equations: the equations in the U S This is the second integral equation. Nonlinear integral equations generally require considerably more sophistication than required by linear integration equations for computer hardware and software for that solution. From working in terms of And The conversion by an apparatus embodying the present invention in accordance with the present invention represents an important feature of the present invention over the prior art pinhole confocal microscopy.

본 발명을 구현하는 장치에 있어서 배경 신호에 기인한 계통 에러의 축소가 종래 기술인 핀홀 공초점 마이크로스코피로 얻어지는 것에 대조해서 완벽함에 또한 주목하라.In an apparatus embodying the present invention, It is also noted that the reduction of systematic errors due to the pinhole confocal microscope, which is the prior art, is perfect in comparison to that obtained.

광역 작동Wide-area operation

프로브 렌즈(46)의 축 방향으로 다중 이미지 포인트의 동시 이미징을 위해 요구되는 것처럼 소스(10)가 광역 소스일 때 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 효과의 강화된 축소가 유효하다는 것이 본 발명의 중요한 특성 중의 하나이다. 이 특성을 논하기 위해, 본 명세서에서 단순화를 위해 이상 함수W i=1 이고 퍼필 함수P i는 어포다이제이션(apodization)이 없다, 즉 이상기(14,24,34,34a, 및44)의 어포다이제이션이 없다고 가정한다. 결과를 수정하기 위해 어포다이제이션이 사용될 때, 예를 들어,U S(v 3)에 대한 결과 수학 표현이 더 복잡해질 것이나 그럼에도 일반적으로 예를 들어 그 대칭 또는 반대칭 공간 특성에 관한 중요한 특성을 보유할 것임을 당업자는 인식할 것이다.It is noted that the enhanced reduction of the background effect from the out-of-focus image is effective when the source 10 is a wide-area source, as is required for simultaneous imaging of multiple image points in the axial direction of the probe lens 46 It is one of the important characteristics. To discuss this property, and herein above functions W i = 1 for the sake of simplicity in peopil function P i does not have Affordable die Localization (apodization), i.e. Affordable die of the phase shifter (14, 24, 34, 34a , and 44) It is assumed that there is no. When the apodization is used to correct the result, for example, the resulting mathematical expression for U S ( v 3 ) will be more complex, but nevertheless generally has important properties, for example symmetry or anti- A person skilled in the art will recognize.

앞 절에서 인용된 단순화를 위한 가정하에 레벨 1 변별의 경우에 대해서 식 (9)의 적분은 다음과 같다.For the case of level 1 discrimination under the assumption for the simplification cited in the previous section, the integral of Eq. (9) is

으로 대체되고,a' 및d 0는 각각 이상기(14,24,34, 및34a) 및에서의 소자의 간격 및 거리를 센터링하는 중심이다.w i종속은 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경의 축소에 대한 레벨 1 변별과 관련되지 않기 때문에 억압되어 있고, υ2방향으로U S(v 2)의 공간 특성은 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔의 강화된 축소 및 결과적으로, 광역 작동상에서의 한계 포텐셜 소스를 얻기 위해 배열된다. The A 'and d 0 are replaced by phase shifters 14 , 24 , 34 , and 34a , respectively, Lt; RTI ID = 0.0 > distance < / RTI > w i dependency is suppressed because it is not related to level 1 discrimination for reduction of the background from the out-of-focus image, and the spatial property of U S ( v 2 ) in the υ 2 direction is filtered by the wave number and spatially filtered ≪ / RTI > is then arranged to obtain an enhanced reduction of the backgrounded beam and consequently a limit potential source in the wide-angle operation.

반사된 기준 빔U R(v 2)의 진폭에 대한 해당 표현은The corresponding expression for the amplitude of the reflected reference beam U R ( v 2 )

이고,으로 대체되었다.ego, The .

a'=d 0인 특별한 경우를 고려하자. 그 경우에 식 (42) 및 (43)은 각각 다음과 같이 축소된다.Consider a special case where a '= d 0 . In that case, Eqs. (42) and (43) are reduced as follows.

식 (45)에서 υ0에 대한 적분은 다음과 같은 결과로 수행될 수 있다.The integration for υ 0 in Eq. (45) can be performed as follows.

U R(v 2)의 예는 두 요소 위상 변이 시스템(m=1)에 대한 도 7에y 2=0,z 2=0, 및 υ1=0 에 대한 (x 2 kd 0/f)의 함수로서 보여진다. U R (v 2) For two element phase shifting system (m = 1) y 2 = 7 to 0, z 2 = 0, and υ 1 = about 0 (x 2 kd 0 / f ) of the Function.

υ1에 대한U R(v 2)의 반대칭 공간 분포는인자를 통해서 식 (46)에 명백히 나타난다.U S(v 2)의 공간 분포는 식 (44)이 식 (45)와 같은 수학적 구조이기 때문에 일반적으로 유사한 경향을 보인다. 그것은 아웃-오브-포커스 이미지로부터의 배경 진폭의 우선 축소에 있어서 개발된 반대칭 공간 분포이다.The antisymmetric spatial distribution of U R ( v 2 ) for υ 1 is It is apparent from equation (46) through the factor. The spatial distribution of U S ( v 2 ) generally shows a similar tendency because Eq. (44) is a mathematical structure like Eq. (45). It is an antisymmetric spatial distribution developed in the first reduction of the background amplitude from the out-of-focus image.

식 (46)에서 보여지듯이 시스템 특성으로부터, 식 (44)에 의해 주어진U S(v 2)에 대해서 위상(υ21)이 다음과 같은 조건을 만족하는 한 인-포커스 이미지에 대해서 높은 감도가 유지됨이 명백하다.Expression from the system characteristics as shown in (46), U S given by equation (44) (v 2) to phase (υ 21) is one which satisfies the following conditions: for-high with respect to the focus image It is clear that the sensitivity is maintained.

[σ(q)]2은 변수 q의 분산이다.[σ ( q )] 2 is the variance of the variable q.

21)의 주어진 값에 대해서 신호에 대한 기여는 (x 2-x 1)/fk사이에 하이퍼볼릭 관계를 가지고, (υ21)는k(x 2-x 1)/f에 비례한다. 따라서k및 (x 2-x 1)/f의 해당 허용치가 식 (47)이 만족되도록 하고 향상된 신호 대 잡음비(아웃-오브-포커스 신호 세기에 대한 인-포커스 신호 세기에 관하여)를 산출할 검출기로 이미지가 얻어지도록 허용하기 위하여k에 제한이 있을 수 있다. 식 (47)로부터 다음과 같은 관계를 얻는다.contribution to the signal for a given value of (υ 21) is (x 2 - x 1) / f and has a hyperbolic relationship between k,21) is k (x 2 - x 1 ) / f . Thus, the corresponding permissible values of k and ( x 2 - x 1 ) / f satisfy the equation (47), and a detector that will yield an improved signal-to-noise ratio (with respect to the in-focus signal strength for out- There may be a limit on k to allow the image to be obtained. The following relationship is obtained from equation (47).

여기서 소개된 논의에 대해서 식 (48)의 좌변의 두 항 각각이 좌변에 똑같이 기여하는 모드에서 작동하도록 선택하면 다음을 얻는다.For the discussion presented here, if we choose to operate in a mode where each of the two terms on the left-hand side of Eq. (48) contribute equally to the left-hand side, we get

And

다음 식과 식 (50)을 결합함으로써 (σ k /k)에 대한 식이 얻어진다.The equation for ( k / k ) is obtained by combining the following equation with equation (50).

rπ는 다음 인자에서 피크를 야기시키는 (υ21) 값의 서브셋을 나타낸다. r π denote a subset of the (ν 2 - ν 1 ) values that cause a peak at the next factor.

결과는 다음과 같다.The results are as follows.

λ에 있어서 비교적 광역 작동에 대해 본 발명을 구현하는 장치가 유효함이 식 (53)으로부터 명백하다. 예를 들어,m=1 및r=1에 대해서는이고m=2 및r=1 에 대해서는이다.It is evident from equation (53) that an apparatus embodying the invention for a relatively wide operation in lambda is valid. For example, for m = 1 and r = 1 And for m = 2 and r = 1 to be.

유효하게 사용될 수 있는r값의 범위에 대한 한계가 있다. 이 한계는 신호대 잡음비를 고려한 것에 기인한다. 관찰된 신호에 기여하는 식 (52)에 의해서 주어지는 인자에 있어서의 각각의 피크에 대해서, 신호 세기가 향상되어 있다. 그러나 포함된 피크 수가 증가하고 따라서r의 최대값,r max가 증가함에 따라k에 대한 대역폭이 식 (53)에 따라 축소되어야만 한다.There is a limit to the range of r values that can be used effectively. This limit is due to the consideration of the signal-to-noise ratio. For each peak in the factor given by equation (52) contributing to the observed signal, the signal strength is improved. However, as the increase in the number of included peak, and therefore the maximum value of r, r max is increased, the bandwidth on k must be reduced according to the expression (53).

본 발명의 제 2 또는 제 4 실시예 중 어느 하나 및 제 2 및 제 4 의 실시예의 상세한 설명에 대한 각각의 변형된 형태에 있어서 레벨 2 변별을 사용할 때 소스 핀홀 사이의 간격에 대해서 또한 제한이 있다. 이 제한은 광역 작동에 대한 섹션의 분석 유형과 유사한 분석을 사용할 때 얻어질 수 있다. 식 (46)에서 보여진 것과 같은 시스템 특성으로부터, 인-포커스 이미지에 대해서 다음과 같은 조건을 만족하는 한U S(v 2)에 대한 높은 감도가 유지되는 것은 명백하다.There is also a limit to the spacing between the source pinholes when using level 2 discrimination in each modified form of either the second or fourth embodiment of the present invention and the detailed description of the second and fourth embodiments . This restriction can be obtained using an analysis similar to the analysis type of the section on wide-area operation. From the system characteristics as shown in equation (46), it is clear that a high sensitivity to U S ( v 2 ) is maintained for an in-focus image as long as the following condition is satisfied.

δv 1은 핀홀 각각의 선형 어레이 소스의 인접 핀홀 사이의 간격이다.δ v 1 is the interval between the adjacent pin holes of the pinhole respective linear array source.

식 (49) 및 식 (50)에 의해 표현된 식의 우변은 명백하게x 1또는y 1에 의존하지 않음을 주목하라. 따라서, 본 발명을 구현하는 장치는x 1y 1에 대한 값 범위에 대한 본질적인 제한 없이 소스와 같은 포인트에 대해 작용한다.Note that the right side of the equation expressed by equations (49) and (50) does not explicitly depend on x 1 or y 1 . Thus, the apparatus embodying the invention acts on points such as the source without inherent limitations on the range of values for x 1 and y 1 .

혼탁한 매체를 통한 관찰Observation through turbid medium

여기에 게시된 본 발명의 또 다른 중요한 특징은 아웃-오브-포커스 이미지배경 효과의 강화된 축소가 거친 매체를 통하여 관찰할 때 유효할 수 있다는 점이다. 거친 매체를 통하여 관찰하는 것에 대해서 임펄스 응답 함수 h A,M은 다음과 같다.Another important feature of the invention disclosed herein is that enhanced reduction of the out-of-focus image background effect can be effective when viewed through a coarse medium. For observations through a coarse medium, the impulse response function h A, M is

h A는 거칠지 않은 매체를 통하여 관찰할 때 장치에 대한 임펄스 응답 함수이고, h M은 거친 매체에 대한 임펄스 응답 함수이고, *는 h A h M의 컨볼루션을 나타낸다. h A* h M의 푸리에 변환F( h A* h M)는 다음과 같다. h A is the impulse response function for the device when viewed through the non-tangible medium, h M is the impulse response function for the coarse medium, and * indicates the convolution of h A and h M. h * h A Fourier transform F (h A h * M) of M is as follows.

임펄스 응답 함수 h M은 가우시안 분포에 의해 잘 나타내어진다.The impulse response function h M is well represented by the Gaussian distribution.

σ2 h M의 분산이다.σ 2 is the variance of h M.

h M의 푸리에 변환F( h M)은 다음과 같이 주어진다.Fourier transform F (h M) of M h is given by:

qv와 공액 관계에 있는 공간 각 주파수 벡터이다. h A에 있어서의 가장 낮은 주파수 피크는 다음 주파수에서 위치한다. q is a space angular frequency vector in conjugation with v . The lowest frequency peak in h A is located at the next frequency.

h A,M에 대한 비교적 큰 값은q=(d 0/λ)에서 다음과 같은 경우에 유지됨이 식(56) 및 (58)로부터 명백하다. A relatively large value for h A, M is maintained at q = ( d 0 / λ) in the following cases: This is apparent from equations (56) and (58).

또는or

식 (59) 및 (61)을 사용할 때, 사용될 수 있는d 0값은 다음과 같은 조건에 의해 제한된다.When using equations (59) and (61), the value of d 0 that can be used is limited by the following conditions.

따라서, 본 발명을 구현하는 토모그래픽 이미징 시스템이 h M에 의해 부과된 컷 오프 주파수 아래서 공간 주파수에 대한 비교적 높은 감도를 유지하도록 구성하는 것이 가능하다.It is therefore possible to configure the tomographic imaging system embodying the present invention to maintain a relatively high sensitivity to spatial frequencies below the cutoff frequency imposed by h M.

본 발명에 따라서, 임의의 공간 특성의 기준 빔 진폭에 대해서 배경 광 (즉, 아웃-오브-포커스 리턴 프로브 빔)의 진폭과 기준 빔 사이의 간섭 항이 원하지 않는 계통 에러의 발생을 억누룰 수 있고 원하지 않는 통계적 에러의 발생에 있어서 중요할 것이라는 것이 인식될 것이다. 배경 광 및 기준 빔의 진폭 사이의 간섭 항은 위상 변이에 위한 기준 빔에 있어서 산출된 반대칭 공간 특성 때문에 본 발명의 상기 실시예에서 축소될 것이다. 이 간섭항은 축소될 것이기 때문에, 멀티 픽셀 검출기의 각각의 픽셀에 의해서 산출되는 데이타 상의 허용할 수 없을만큼 큰 계통 에러 및 통계적 에러의 발생을 야기시키지 않는다.According to the present invention, the interference term between the amplitude of the background light (i.e., the out-of-focus return probe beam) and the reference beam for the reference beam amplitude of any spatial characteristic can suppress the occurrence of unwanted systematic errors, It will be appreciated that this will be important in the occurrence of non-statistical errors. The interference terms between the amplitudes of the background light and the reference beam will be reduced in the above embodiment of the present invention due to the antisymmetric spatial property calculated for the reference beam for phase shift. Since this interference term will be reduced, it does not cause the generation of unacceptably large grid errors and statistical errors on the data produced by each pixel of the multi-pixel detector.

또한 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 진폭 및 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링 된 반사된 기준 빔 및 파수로 필터링되고 공간적으로 산란된 프로브 빔(즉, "원하는 신호") 사이의 간섭 항은 관련된다는 것이 인식된다. 기준 빔은 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔 진폭의 자승으로서 검출된다. 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔은 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔과 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔, 즉 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 진폭에 의해서 곱해진 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 프로브 빔의 진폭 사이의 간섭항으로서 검출된다. 따라서 검출된 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔 및 검출된 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔은 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔의 진폭이 각각에 존재하기 때문에 관련된다. 이러한 관계는 그러한 간섭항으로부터의 대상재료 특성의 결정을 통계적으로 더 정확하게 한다. 결과적으로, 대상재료의 정확한 특성은 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔 및 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔 사이의 간섭 항에 응답하여 멀티 픽셀 검출기에 의해서 산출된 데이터로부터 얻어질 수 있다. 이것은 멀티 픽셀 검출기의 주어진 필셀에 대해 얻어진 통계적 정확도가 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 반사된 기준 빔 진폭의 자승 또는 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 배경 빔 진폭의 자승 중 어느 하나에 응답하는 것이 아닌 파수로 필터링되고 공간적으로 필터링된 산란된 프로브 빔 진폭의 자승에 응답하는 픽셀에서 산출되는 광전자의 수에 의해 한계지어지기 때문이다.The interference between the spatially filtered reflected spatially filtered and spatially filtered reflected reference beam and the spatially filtered scattered probe beam (i. E., The " desired signal "), filtered with the amplitude and wave number of the spatially filtered and spatially filtered reflected reference beam, It is recognized that the term is related. The reference beam is detected as a square of the reflected reference beam amplitude filtered by the wave number and spatially filtered. The wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beam is filtered by a wavenumber and filtered spatially filtered reflected reference beam and a spatially filtered spatially filtered scattered probe beam, i.e., a wave-filtered and spatially filtered, Is detected as an interference term between the amplitudes of the spatially filtered probe beams filtered with the wave number multiplied by the amplitude of the reference beam. Thus, the filtered and spatially filtered reflected reference beam and the detected wavenumber filtered and spatially filtered scattered probe beams filtered with the detected wave number are filtered out and the amplitude of the spatially filtered reflected reference beam is present in each This is relevant. This relationship makes the determination of the material properties of the object from such an interference term statistically more accurate. As a result, the exact nature of the material of interest can be determined from the data produced by the multi-pixel detector in response to the interference terms between the spatially filtered reflected spatially filtered reflected reference beam and the spatially filtered scattered probe beam Can be obtained. This is because the statistical accuracy obtained for a given pixel of the multi-pixel detector is not wastewater filtered and spatially filtered to a square or wavenumber of the reflected reference beam amplitude and a square of spatially filtered background beam amplitude Is limited by the number of photoelectrons calculated in the pixels that are filtered out of the wave and spatially filtered to respond to squares of the scattered probe beam amplitudes.

대안적이고/또는 부가적인 광 소자 및 검출기는 본 발명의 게시된 실시 형태 중 하나로 통합될 수 있다는 것이 당업자에 의해서 더 인식될 것이다. 예를 들어, 편파된 빔 스플릿터는 대안적으로 사용될 수 있고 또는 대상재료를 프로브하는데 사용되는 방사 특성을 바꾸기 위한 부가적 위상 변이 소자와 함께 사용될 수 있다. 더 나아간 예는 광원의 강도를 모니터하기 위한 검출기의 부가가 될 것이다. 이러한 것들 및 다른 명백한 변형들은 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어남이 없이 소개될 것이다.It will be further appreciated by those skilled in the art that alternative and / or additional optical elements and detectors may be integrated into one of the published embodiments of the present invention. For example, a polarized beam splitter may alternatively be used or may be used with additional phase shifting elements to change the radiation characteristics used to probe the material of interest. A further example would be the addition of a detector to monitor the intensity of the light source. These and other obvious variations will be introduced without departing from the spirit and scope of the present invention.

이상기(34)는 예를 들어 도1a-1n에서는 생략될 수 있는데, 그 경우에 이미지 평면(37)의 이미지 포인트(38)에서 산출된 포인트 광원(8)의 이미지는 이미지 평면(47)의 이미지 포인트(48)에서의 반사된 기준 빔에 의해 산출된 포인트 광원(8)의 이미지가 상기 것으로부터 대볼륨으로 바뀌지 않을 것임에도 불구하고상기보다는 다를 것임이 또한 인식될 것이다. 그럼에도 불구하고, 아웃-오브-포커스 이미지의 상기 소거는 성취될 것이다. 유사하게, 이상기(34)는 도2a-2f에서 생략될 수 있고 이상기(3434a)는 도3a-3l4a-4f에서 생략될 수 있다.Phase shifter 34 is For example, you could be omitted in FIG. 1a-1n, the image of the point light source (8) determined in the image point 38 in the image plane 37 in which case the image of the image plane (47) It will also be appreciated that although the image of the point light source 8 produced by the reflected reference beam at point 48 will not change from this to the large volume. Nevertheless, the erasure of the out-of-focus image will be accomplished. Similarly, phase shifter 34 may be omitted in Figures 2a-2f and phase shifters 34 and 34a may be omitted in Figures 3a-3l and 4a-4f .

또한 이상기(14,24,34, 및34a)의 이상기 소자의 공간적 구성은 단일 픽셀 검출기에서의 반사된 기준 빔 진폭의 공간적 분포가 대볼륨으로 공간적 반대칭 분포를 산출하는 한 상기 및/또는 어포다이즈된 것과 다를 수 있다는 것이 인식될 것이다. 그러나, 멀티 픽셀 검출기에 의해 산출되는 이미지 데이터는 대상재료(112)의 원하는 토모그래픽 이미지를 산출하기 위한 본 발명의 상기 실시예에 대하여 약간 다르게 처리될 필요가 있을 수 있다.The spatial configuration of the phase shifter elements of the phase shifters 14 , 24 , 34 , and 34a may also be such that the spatial distribution of the reflected reference beam amplitudes in a single pixel detector yields a spatial counter- It will be appreciated that this may be different from what has occurred. However, the image data produced by the multi-pixel detector may need to be processed slightly differently for this embodiment of the present invention to produce the desired tomographic image of the material of interest 112 .

실시예 및 여기서 설명한 것의 변형된 실시예의 간섭계는 본 발명의 취지와 범위내에서 벗어남이 없이 전송 모드에서 기능하는 공초점 간섭계 마이크로스코피 기구로서 구성될 수 있음이 당업자에 의해 인식될 것이다. 전송 모드는 프로브 빔의 편파 상태에서 검출이 변할 때와 같이 본 발명의 어느 읽기 및 쓰기 모드에서 작동하는 바람직한 모드가 될 수 있다.It will be appreciated by those skilled in the art that the interferometer of the embodiments and modified embodiments of the invention described herein can be configured as a confocal interferometer microscopy mechanism that functions in a transmission mode without departing from the spirit and scope of the present invention. The transmission mode may be a preferred mode of operation in any of the read and write modes of the present invention, such as when the detection is changed in the polarization state of the probe beam.

상기 실시예의 간섭계는 예를 들어 대상재료(112)를 편파광으로 프로브하기 위해서 또는 단일 또는 멀티 픽셀 검출기로의 간섭계를 통한 광의 스루풋을 증가시키기 위해서 편파 형태일 수 있다는 것이 더 인식될 것이다. 그러나, 편파 빔 스플릿터와 같은 부가적 광 소자는 반사된 기준 빔 및 단일 또는 멀티 픽셀 검출기에서 산란된 프로브 빔을 혼합하기 위한 목적으로 상기 장치에 부가될 필요가 있을 것이다.It will further be appreciated that the interferometer of this embodiment may be in a polarized form, for example, to probe the object material 112 with polarized light or to increase the throughput of light through an interferometer to a single or multi-pixel detector. However, additional optical elements, such as a polarization beam splitter, will need to be added to the apparatus for the purpose of mixing the reflected reference beam and the scattered probe beam in a single or multi-pixel detector.

Claims (44)

물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 물체내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하는 방법에 있어서,A method of identifying an in-focus image of an area on and / or within an object from an out-of-focus image to reduce errors in image information of the object, (a) 단색광 포인트 소스로부터 프로브 빔 및 기준 빔을 발생시키는 단계;(a) generating a probe beam and a reference beam from a monochromatic point source; (b) 기준 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 단계;(b) generating a contrary spatial spatial property to the reference beam; (c) 프로브 빔을 상기 영역상의 또는 그 내부의 인-포커스에 지향시킴으로써 인-포커스 복귀 프로브 빔을 발생시키는 단계;(c) generating an in-focus return probe beam by directing the probe beam to an in-focus on or within the region; (d) 인-포커스 복귀 프로브 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 단계;(d) generating an opposing spatial characteristic to the in-focus return probe beam; (e) 상기 단계(b)의 기준 빔과 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔을 간섭시키는 단계;(e) interfering the beam from the reference beam and the out-of-focus image point of step (b); (f) 상기 단계(b)의 기준 빔과 상기 단계(d)의 인-포커스 복귀 빔을 간섭시키는 단계; 및(f) interfering the reference beam of step (b) and the in-focus return beam of step (d); And (g) 이미지 정보를 표현하기 위해 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터의 에러를 감소시키기 위해, 검출기 시스템에 의해 상기 단계(b)의 기준 빔과과 상기 단계(d)의 인-포커스 복귀 빔간의 간섭 항으로서 인-포커스 복귀 프로브 빔의 진폭과, 실질적으로 감소되어지는 상기 단계(b)의 기준 빔의 진폭과 아웃-오브-포커스 이미지 빔간의 간섭 항의 진폭을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.(g) an interference term between the reference beam of step (b) and the in-focus return beam of step (d) by the detector system to reduce errors in the data produced by the detector system to represent the image information, Detecting the amplitude of the interference term between the amplitude of the reference beam and the out-of-focus image beam of step (b) to be substantially reduced, as the amplitude of the in-focus returning probe beam . 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 포인트 소스는 단색광 라인 소스상의 포인트인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the point source is a point on a monochromatic line source. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 물체는 반도체웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the object is a semiconductor wafer. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 물체는 생물학적 실체인 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the object is a biological entity. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 물체는 광학 디스크이고 상기 영역은 광학 디스크상에 및/또는 광학 디스크내에 정보를 함유한 영역인 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the object is an optical disc and the region is a region containing information on the optical disc and / or in the optical disc. 물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 물체내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하는 방법에 있어서,A method of identifying an in-focus image of an area on and / or within an object from an out-of-focus image to reduce errors in image information of the object, (a) 광대역 포인트 소스로부터 프로브 빔 및 기준 빔을 발생시키는 단계;(a) generating a probe beam and a reference beam from a broadband point source; (b) 기준 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 단계;(b) generating a contrary spatial spatial property to the reference beam; (c) 프로브 빔을 물체상에 및/또는 그 내부의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 프로브 빔을 제 1 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(c) passing the probe beam through a first diaphragm element to convert the probe beam into a focused beam on an object and / or a line therein; (d) 인-포커스 복귀 프로브 빔을 발생시키는 단계;(d) generating an in-focus return probe beam; (e) 인-포커스 복귀 프로브 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 단계;(e) generating a contrary spatial spatial property to the in-focus return probe beam; (f) 상기 단계(e)의 인-포커스 복귀 프로브 빔을 공간적으로 필터링하는 단계;(f) spatially filtering the in-focus returning probe beam of step (e); (g) 공간적으로 필터링된 인-포커스 복귀 프로브 빔을 검출기 시스템의 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(g) passing a spatially filtered beam through a second diaphragm element to convert the spatially filtered in-focus return probe beam into a focused beam in a line of the detector plane of the detector system; (h) 상기 단계(b)의 기준 빔을 공간적으로 필터링하는 단계;(h) spatially filtering the reference beam of step (b); (i) 공간적으로 필터링된 기준 빔을 검출기 시스템의 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 기준 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(i) passing a spatially filtered reference beam through a second disparity element to convert the spatially filtered reference beam into a focused beam in a line of the detector plane of the detector system; (j) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔을 공간적으로 필터링하는 단계;(j) spatially filtering the beam from the out-of-focus image point; (k) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 공간적으로 필터링된 빔을 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 공간적으로 필터링된 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(k) passing a beam spatially filtered from an out-of-focus image point to a focused beam at a line of the detector plane to a beam spatially filtered from the out-of-focus image point, ; (l) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 상기 단계(k)의 포커싱된 공간적으로 필터링된 빔과 상기 단계(i)의 포커싱된 공간적으로 필터링된 기준 빔을 간섭시키는 단계;(l) interfering the focused spatially filtered beam of step (k) and the focused spatially filtered reference beam of step (i) from an out-of-focus image point; (m) 상기 단계(i)의 포커싱된 공간적으로 필터링된 기준 빔과 상기 단계(g)의 포커싱된 공간적으로 필터링된 인-포커스 복귀 빔을 간섭시키는 단계; 및(m) interfering with the focused spatially filtered reference beam of step (i) and the focused spatially filtered in-focus return beam of step (g); And (n) 물체의 이미지 정보를 표현하기 위해 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터의 에러를 감소시키기 위해, 검출기 시스템에 의해 상기 단계(i)의 포커싱된 공간적으로 필터링된 기준 빔과 상기 단계(g)의 포커싱된 공간적으로 필터링된 인-포커스 복귀 빔간의 간섭 항과, 실질적으로 감소되어지는 상기 단계(i)의 공간적으로 필터링된 기준 빔의 진폭과 상기 단계(k)의공간적으로 필터링된 아웃-오브-포커스 이미지 빔의 진폭간의 간섭 항의 진폭을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.(f) of said step (i) by means of a detector system to reduce errors in data produced by said detector system to present image information of said object (n) (Ii) the interference terms between the focused spatially filtered in-focus return beams and the spatially filtered reference beam amplitudes of said step (i) being substantially reduced and the spatially filtered out- And detecting the amplitude of the interference term between the amplitudes of the focus image beam. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 포인트 소스는 광대역 라인 소스상의 포인트인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the point source is a point on a broadband line source. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 단계(c)는 프로브 빔을 적어도 하나의 격자에 통과시키는 단계를 포함하고, 상기 라인은 물체의 표면에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 방법.Wherein said step (c) comprises passing a probe beam through at least one grating, said line being substantially parallel to a surface of an object. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 라인은 물체의 표면에 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the line is substantially perpendicular to the surface of the object. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Further comprising performing a Fourier transform on the data produced by the detector system. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 물체는 반도체웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the object is a semiconductor wafer. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 물체는 생물학적 실체인 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the object is a biological entity. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 물체는 광학 디스크이고 상기 영역은 광학 디스크상에 및/또는 광학 디스크내에 정보를 함유한 영역인 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the object is an optical disc and the region is a region containing information on the optical disc and / or in the optical disc. 물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 물체내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하는 방법에 있어서,A method of identifying an in-focus image of an area on and / or within an object from an out-of-focus image to reduce errors in image information of the object, (a) 광대역 포인트 소스로부터 프로브 빔 및 기준 빔을 발생시키는 단계;(a) generating a probe beam and a reference beam from a broadband point source; (b) 기준 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 단계;(b) generating a contrary spatial spatial property to the reference beam; (c) 프로브 빔을 물체상에 및/또는 그 내부의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키는 단계;(c) converting the probe beam into a focused beam on an object and / or a line therein; (d) 인-포커스 복귀 프로브 빔을 발생시키는 단계;(d) generating an in-focus return probe beam; (e) 인-포커스 복귀 프로브 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 단계;(e) generating a contrary spatial spatial property to the in-focus return probe beam; (f) 상기 단계(e)의 인-포커스 복귀 프로브 빔을 공간적으로 필터링하는 단계;(f) spatially filtering the in-focus returning probe beam of step (e); (g) 공간적으로 필터링된 인-포커스 복귀 프로브 빔을 검출기 시스템의 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 빔을 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(g) passing a spatially filtered beam through a diffuse element to convert the spatially filtered in-focus return probe beam into a focused beam in a line of the detector plane of the detector system; (h) 상기 단계(b)의 기준 빔을 공간적으로 필터링하는 단계;(h) spatially filtering the reference beam of step (b); (i) 공간적으로 필터링된 기준 빔을 검출기 시스템의 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 기준 빔을 상기 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(i) passing a spatially filtered reference beam through the discrete element to convert the spatially filtered reference beam into a focused beam in a line of the detector plane of the detector system; (j) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔을 공간적으로 필터링하는 단계;(j) spatially filtering the beam from the out-of-focus image point; (k) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 공간적으로 필터링된 빔을 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 공간적으로 필터링된 빔을 상기 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 단계;(k) passing a spatially filtered beam from an out-of-focus image point to the focused image point to convert the beam spatially filtered from the out-of-focus image point into a focused beam on the detector plane step; (l) 상기 단계(k)의 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터 포커되고 공간적으로 필터링된 빔과 상기 단계(i)의 이미징된 공간적으로 필터링된 기준 빔을 간섭시키는 단계;(l) interfering with the spatially filtered beam from the out-of-focus image point of step (k) and the imaged spatially filtered reference beam of step (i); (m) 상기 단계(i)의 포커싱되고 공간적으로 필터링된 기준 빔과 상기 단계(g)의 포커싱되고 공간적으로 필터링된 인-포커스 복귀 빔을 간섭시키는 단계; 및(m) interfering the focused and spatially filtered in-focus return beam of step (g) with the focused spatially filtered reference beam of step (i); And (n) 물체의 이미지 정보를 표현하기 위해 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터의 에러를 감소시키기 위해, 검출기 시스템에 의해 상기 단계(i)의 포커싱되고 공간적으로 필터링된 기준 빔과 상기 단계(g)의 포커싱되고 공간적으로 필터링된 인-포커스 복귀 빔간의 간섭 항과, 실질적으로 감소되어지는 상기 단계(i)의 공간적으로 필터링된 기준 빔의 진폭과 상기 단계(k)의 공간적으로 필터링된 아웃-오브-포커스 이미지 빔의 진폭간의 간섭 항의 진폭을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.(f) of said step (i) and of said step (g) by said detector system to reduce errors in data produced by said detector system to represent image information of said object, (Ii) the interference terms between the focused and spatially filtered in-focus return beams, the amplitude of the spatially filtered reference beam of step (i) being substantially reduced and the spatially filtered out- And detecting the amplitude of the interference term between the amplitudes of the focus image beam. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 포인트 소스는 광대역 라인 소스상의 포인트인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the point source is a point on a broadband line source. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 물체는 반도체웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the object is a semiconductor wafer. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 물체는 생물학적 실체인 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the object is a biological entity. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 물체는 광학 디스크이고 상기 영역은 광학 디스크상에 및/또는 광학 디스크내에 정보를 함유한 영역인 것을 특징으로 하는 방법.Characterized in that the object is an optical disc and the region is a region containing information on the optical disc and / or in the optical disc. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 단계(c)는 프로브 빔을 적어도 하나의 격자에 통과시키는 단계를 포함하고, 상기 라인은 물체의 주 표면에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 방법.Wherein said step (c) comprises passing the probe beam through at least one grating, said line being substantially parallel to the main surface of the object. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 단계(c)의 라인은 물체의 주표면에 실질적으로 수직한 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the line of step (c) is substantially perpendicular to the major surface of the object. 제 14 항에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터에 대해 푸리에 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Further comprising performing a Fourier transform on the data produced by the detector system. 물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 물체내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하기 위한 간섭계 시스템에 있어서,An interferometer system for identifying an in-focus image of an area on and / or within an object from an out-of-focus image to reduce errors in the image information of the object, (a) 프로브 빔 및 기준 빔을 발생시키는 포인트 소스;(a) a point source for generating a probe beam and a reference beam; (b) 기준 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 제 1 이상기 ;(b) a first phase shifter for generating a contrary spatial spatial characteristic to the reference beam; (c) 프로브 빔을 상기 영역상의 또는 그 내부의 인-포커스에 지향시킴으로써 인-포커스 복귀 프로브 빔을 발생시키는 제 1 빔 안내 장치;(c) a first beam guiding device for generating an in-focus return probe beam by directing the probe beam to the in-focus on or within the area; (d) 인-포커스 복귀 프로브 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 제 2 이상기 ;(d) a second phase shifter generating an opposite spatial spatial characteristic to the in-focus return probe beam; (e) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔과 반대칭적 기준 빔을 간섭시키기 위해 그리고 반대칭적 인-포커스 복귀 빔과 반대칭적 기준 빔을 간섭시키기 위해 반대칭적 기준 빔과 반대칭적 인-포커스 복귀 빔을 안내하는 제 2 빔 안내 장치; 및(e) a focus return from the out-of-focus image point to the opposite nominal reference beam, and vice versa, to counter the opposite nominal reference beam to the opposite nominal reference beam, A second beam guiding device for guiding the beam; And (f) 반대칭적 기준 빔과 반대칭적 인-포커스 복귀 빔간의 간섭 항을 검출하는 검출기 시스템을 포함하고,(f) a detector system for detecting an interference term between a counter-nominal reference beam and an anti-focus return beam, 반대칭적 기준 빔의 진폭과 아웃-오브-포커스 이미지 빔의 진폭간의 간섭 항의 진폭은, 이미지 정보를 표현하도록 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터의 에러를 감소시키기 위해, 실질적으로 감소되어지는 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.Characterized in that the amplitude of the interference term between the amplitude of the opposing reference beam and the amplitude of the out-of-focus image beam is substantially reduced in order to reduce errors in the data produced by the detector system to represent the image information Interferometer system. 제 22 항에 있어서,23. The method of claim 22, 포인트 소스는 라인 소스의 포인트인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.Wherein the point source is a point of the line source. 제 22 항에 있어서,23. The method of claim 22, 포인트 소스는 단색광 포인트 소스인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.Wherein the point source is a monochromatic point source. 제 22 항에 있어서,23. The method of claim 22, 포인트 소스는 광대역 포인트 소스인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.And the point source is a broadband point source. 물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 물체내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하기 위한 간섭계 시스템에 있어서,An interferometer system for identifying an in-focus image of an area on and / or within an object from an out-of-focus image to reduce errors in the image information of the object, (a) 프로브 빔 및 기준 빔을 발생시키는 포인트 소스;(a) a point source for generating a probe beam and a reference beam; (b) 기준 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 제 1 이상기 ;(b) a first phase shifter for generating a contrary spatial spatial characteristic to the reference beam; (c) 프로브 빔을 물체상에 및/또는 그 내부에 포커싱된 빔으로 변환시킴으로써 인-포커스 복귀 프로브 빔을 산출하기 위해 상기 프로브 빔을 제 1 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 제 1 빔 안내 장치와 제 1 디스퍼설 엘리먼트;(c) a first beam guiding device for passing the probe beam through a first diaphragm element for converting an in-focus return probe beam into a focused beam on and / or onto an object, and 1 Dispersed element; (d) 인-포커스 복귀 프로브 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 제 2 이상기 ;(d) a second phase shifter generating an opposite spatial spatial characteristic to the in-focus return probe beam; (e) 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔을 공간적으로 필터링하는 공간 필터;(e) a spatial filter for spatially filtering the anti-symmetric-focus return probe beam; (f) 공간적으로 필터링된 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔을 검출기 시스템의 검출기 플레인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 제 2 빔 안내 장치와 제 2 디스퍼설 엘리먼트;(f) passing a spatially filtered anti-symmetric in-focus return probe beam into a focused beam at the detector plane of the detector system through a second diffuse structured element to convert the spatially filtered anti-symmetric-focused return probe beam into a focused beam at the detector plane of the detector system A second beam guiding device and a second diaphragm element; (g) 반대칭적 기준 빔을 공간적으로 필터링하는 공간 필터;(g) a spatial filter for spatially filtering the opposite reference beam; (h) 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔을 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 제 2 빔 안내 장치;(h) a second beam guiding device for passing a spatially filtered counter-symmetry reference beam through the second disparity element to convert the spatially filtered antisymmetric reference beam into a focused beam in the line of the detector plane; (i) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔을 공간적으로 필터링하는 공간 필터;(i) a spatial filter for spatially filtering a beam from an out-of-focus image point; (j) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 공간적으로 필터링된 빔을 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 제 2 빔 안내 장치; 및(j) a second beam guiding device for passing a spatially filtered beam through a second disparity element to convert the spatially filtered beam from the out-of-focus image point into a beam focused on the detector plane; And (k) 포커싱되고 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔과 포커싱되고 공간적으로 필터링된 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔간의 간섭 항을 검출하는 검출기 시스템을 포함하고,(k) a detector system for detecting an interference term between a focused and spatially filtered antisymetric reference beam and a focused and spatially filtered antisymetric-focused return probe beam, 포커싱되고 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔의 진폭과 포커싱되고 공간적으로 필터링된 아웃-오브-포커스 이미지 빔의 진폭간의 간섭 항의 진폭은, 물체의 이미지를 표현하기위해 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터의 에러를 감소시키기 위해, 실질적으로 감소되어지는 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.The amplitude of the interference term between the magnitude of the focused and spatially filtered antisymmetric reference beam and the amplitude of the focused and spatially filtered out-of-focus image beam is the error of the data produced by the detector system to represent the image of the object Of the interferometer system is reduced substantially. 제 26 항에 있어서,27. The method of claim 26, 포인트 소스는 라인 소스의 포인트인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.Wherein the point source is a point of the line source. 제 26 항에 있어서,27. The method of claim 26, 포인트 소스는 단색광 포인트 소스인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.Wherein the point source is a monochromatic point source. 제 26 항에 있어서,27. The method of claim 26, 포인트 소스는 광대역 포인트 소스인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.And the point source is a broadband point source. 물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 물체내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하기 위한 간섭계 시스템에 있어서,An interferometer system for identifying an in-focus image of an area on and / or within an object from an out-of-focus image to reduce errors in the image information of the object, (a) 프로브 빔 및 기준 빔을 발생시키는 포인트 소스;(a) a point source for generating a probe beam and a reference beam; (b) 기준 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 제 1 이상기 ;(b) a first phase shifter for generating a contrary spatial spatial characteristic to the reference beam; (c) 인-포커스 복귀 프로브 빔을 산출하기 위해 프로브 빔을 물체상에 및/또는 그 내부에 포커싱된 빔으로 변환시키는 포커싱 장치;(c) a focusing device for converting the probe beam into a focused beam on and / or within the object to produce an in-focus return probe beam; (d) 인-포커스 복귀 프로브 빔에 반대칭적 공간적 특성을 발생시키는 제 2 이상기 ;(d) a second phase shifter generating an opposite spatial spatial characteristic to the in-focus return probe beam; (e) 인-포커스 반대칭적 복귀 프로브 빔을 공간적으로 필터링하는 공간 필터;(e) a spatial filter for spatially filtering the in-focus opposing return probe beam; (f) 공간적으로 필터링된 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔을 검출기 시스템의 검출기 플레인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔을 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 빔 안내 장치와 디스퍼설 엘리먼트;(f) a beam guide for passing a spatially filtered anti-symmetric in-focus return probe beam through a discoidal element to convert a spatially filtered anti-symmetric-focus return probe beam into a focused beam at a detector plane of the detector system Devices and dispensing elements; (g) 반대칭적 기준 빔을 공간적으로 필터링하는 공간 필터;(g) a spatial filter for spatially filtering the opposite reference beam; (h) 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔을 검출기 플레인의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔을 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 빔 안내 장치;(h) a beam guiding device for passing a spatially filtered counter-symmetrical reference beam through the discrete element to convert the spatially filtered antimagnetic reference beam into a focused beam in the line of the detector plane; (i) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 빔을 공간적으로 필터링하는 공간 필터;(i) a spatial filter for spatially filtering a beam from an out-of-focus image point; (j) 아웃-오브-포커스 이미지 포인트로부터의 공간적으로 필터링된 빔을 검출기 시스템의 라인에 포커싱된 빔으로 변환시키기 위해 공간적으로 필터링된 빔을 제 2 디스퍼설 엘리먼트를 통과시키는 빔 안내 장치; 및(j) a beam guiding device for passing a spatially filtered beam through a second disparity element to convert a spatially filtered beam from an out-of-focus image point into a focused beam in a line of the detector system; And (k) 포커싱되고 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔과 포커싱되고 공간적으로 필터링된 반대칭적 인-포커스 복귀 프로브 빔간의 간섭 항을 검출하는 검출기 시스템을 포함하고,(k) a detector system for detecting an interference term between a focused and spatially filtered antisymetric reference beam and a focused and spatially filtered antisymetric-focused return probe beam, 포커싱되고 공간적으로 필터링된 반대칭적 기준 빔의 진폭과 포커싱되고 공간적으로 필터링된 아웃-오브-포커스 이미지 빔의 진폭간의 간섭 항의 진폭은, 물체의 이미지를 표현하기 위해 검출기 시스템에 의해 산출된 데이터의 에러를 감소시키기 위해, 실질적으로 감소되어지는 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.The amplitude of the interference term between the magnitude of the focused and spatially filtered antisymmetric reference beam and the amplitude of the focused and spatially filtered out-of-focus image beam is the error of the data produced by the detector system to represent the image of the object Of the interferometer system is reduced substantially. 제 30 항에 있어서,31. The method of claim 30, 포인트 소스는 라인 소스의 포인트인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.Wherein the point source is a point of the line source. 제 30 항에 있어서,31. The method of claim 30, 포인트 소스는 광대역 포인트 소스인 것을 특징으로 하는 간섭계 시스템.And the point source is a broadband point source. 웨이퍼상에서의 집적회로 제조에 사용하기 위한 리소그래피 시스템에 있어서,A lithographic system for use in the manufacture of integrated circuits on wafers, (a) 웨이퍼를 지지하기 위한 스테이지;(a) a stage for supporting a wafer; (b) 웨이퍼상에 공간적으로 패터닝된 방사선을 이미징시키기 위한 일루미네이션 시스템;(b) an illumination system for imaging the spatially patterned radiation on the wafer; (c) 웨이퍼상에 및/또는 웨이퍼내부에 정렬 영역을 포함하는 웨이퍼;(c) a wafer comprising an alignment area on and / or within the wafer; (d) 스테이지의 위치를 이미징된 방사선에 대해 조정하기 위한 레이저-게이지-제어된 위치지정 시스템; 및(d) a laser-gauge-controlled positioning system for adjusting the position of the stage with respect to the imaged radiation; And (e) 정렬 영역의 상태 위치를 측정하기 위해 레이저-게이지-제어된 위치지정 시스템과 결합된 물체의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 물체상에 및/또는 그 내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하는 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.(e) on the object and / or from the out-of-focus image to reduce errors in the image information of the object combined with the laser-gauge-controlled positioning system to measure the state position of the alignment region An interferometric system that identifies the in-focus image of the region. 제 33 항에 있어서,34. The method of claim 33, 간섭계 시스템은 청구항 22의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.Wherein the interferometric system comprises the interferometric system of claim 22. 제 33 항에 있어서,34. The method of claim 33, 간섭계 시스템은 청구항 26의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.Wherein the interferometric system comprises the interferometric system of claim 26. 제 33 항에 있어서,34. The method of claim 33, 간섭계 시스템은 청구항 30의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 30. 집적회로 제조 동안 웨이퍼상의 집적회로 패턴을 검사하는 데에 사용하기 위한 메트롤로지 시스템에 있어서,A metrology system for use in inspecting integrated circuit patterns on a wafer during integrated circuit fabrication, (a) 웨이퍼를 지지하기 위한 스테이지;(a) a stage for supporting a wafer; (b) 패턴상에 및/또는 패턴내부의 영역의 상대위치를 조정하기 위한 레이저-게이지-제어된 위치지정 시스템; 및(b) a laser-gauge-controlled positioning system for adjusting the relative position of the area on the pattern and / or within the pattern; And (c) 패턴의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 패턴상에 및/또는 패턴 내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하는 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.(c) an interferometer system for identifying an in-focus image of an area on the pattern and / or within the pattern from the out-of-focus image to reduce errors in the image information of the pattern. system. 제 37 항에 있어서,39. The method of claim 37, 간섭계 시스템은 청구항 22의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 22. 제 37 항에 있어서,39. The method of claim 37, 간섭계 시스템은 청구항 26의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 26. 제 37 항에 있어서,39. The method of claim 37, 간섭계 시스템은 청구항 30의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 30. 집적회로 제조 동안 마스크내의 패턴을 검사하는 데에 사용하기 위한 메트롤로지 시스템에 있어서,A metrology system for use in inspecting a pattern in a mask during integrated circuit fabrication, (a) 웨이퍼를 지지하기 위한 스테이지;(a) a stage for supporting a wafer; (b) 마스크상에 및/또는 마스크내부의 영역의 상대위치를 조정하기 위한 레이저-게이지-제어된 위치지정 시스템; 및(b) a laser-gauge-controlled positioning system for adjusting the relative position of the area on and / or within the mask; And (c) 패턴의 이미지 정보의 에러를 감소시키기 위해 아웃-오브-포커스 이미지로부터 마스크상에 및/또는 마스크 내부의 영역의 인-포커스 이미지를 식별하는 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.(c) an interferometer system for identifying an in-focus image of an area on the mask and / or within the mask from an out-of-focus image to reduce errors in the image information of the pattern. system. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41, 간섭계 시스템은 청구항 22의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 22. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41, 간섭계 시스템은 청구항 26의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 26. 제 41 항에 있어서,42. The method of claim 41, 간섭계 시스템은 청구항 30의 간섭계 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 메트롤로지 시스템.Wherein the interferometer system comprises the interferometer system of claim 30.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040039882A (en) * 2002-11-05 2004-05-12 주식회사 대우일렉트로닉스 Volume holographic data storage and reproducing system
WO2005047813A1 (en) 2003-10-27 2005-05-26 The General Hospital Corporation Method and apparatus for performing optical imaging using frequency-domain interferometry
DE102005006723B3 (en) * 2005-02-03 2006-06-08 Universität Stuttgart Interferometrical confocal method for optical data memory e.g. terabyte volume memory, involves transmitting light from multi-wavelength source and arranging spectrometer in front of screened receiver
CN100451538C (en) * 2005-07-25 2009-01-14 武汉大学 Appearance measuring method and device for light interference surface based on wide band
EP1959816B1 (en) * 2005-12-06 2011-07-20 Carl Zeiss Meditec AG Interferometric sample measurement
JP2008135125A (en) 2006-11-29 2008-06-12 Ricoh Co Ltd Optical head, optical disk device, and information processing device
JP5351042B2 (en) * 2006-12-18 2013-11-27 ザイゴ コーポレーション Sinusoidal phase shift interferometry
KR101214735B1 (en) * 2008-01-08 2012-12-21 오스람 아게 Method and device for projecting at least one light beam
JP2010025864A (en) * 2008-07-23 2010-02-04 Hamamatsu Photonics Kk Interference measuring apparatus
JP5532792B2 (en) * 2009-09-28 2014-06-25 富士通株式会社 Surface inspection apparatus and surface inspection method
US9522396B2 (en) 2010-12-29 2016-12-20 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Apparatus and method for automatic detection of pathogens
DE102011013614A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Laser scanning microscope and method of its operation
WO2013098821A1 (en) 2011-12-29 2013-07-04 Parasight Ltd. Methods and systems for detecting a pathogen in a biological sample
JP6125622B2 (en) * 2012-06-05 2017-05-10 ビー−ナノ リミテッド System and method for analyzing materials in a non-vacuum environment using an electron microscope
KR101683407B1 (en) * 2012-10-05 2016-12-06 고쿠리츠다이가쿠호우징 카가와다이가쿠 Spectroscopic measurement device
US9696264B2 (en) * 2013-04-03 2017-07-04 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for determining defect depths in vertical stack memory
EP2999988A4 (en) * 2013-05-23 2017-01-11 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Method and system for imaging a cell sample
IL227276A0 (en) 2013-07-01 2014-03-06 Parasight Ltd A method and system for preparing a monolayer of cells, particularly suitable for diagnosis
US10831013B2 (en) 2013-08-26 2020-11-10 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Digital microscopy systems, methods and computer program products
EP3186778B1 (en) 2014-08-27 2023-01-11 S.D. Sight Diagnostics Ltd. System and method for calculating focus variation for a digital microscope
CN108474934B (en) 2015-09-17 2022-01-18 思迪赛特诊断有限公司 Method and apparatus for detecting entities in a body sample
EP3222964B1 (en) * 2016-03-25 2020-01-15 Fogale Nanotech Chromatic confocal device and method for 2d/3d inspection of an object such as a wafer
CA3018536A1 (en) 2016-03-30 2017-10-05 S.D. Sight Diagnostics Ltd Distinguishing between blood sample components
LU93022B1 (en) * 2016-04-08 2017-11-08 Leica Microsystems Method and microscope for examining a sample
WO2017195205A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 S.D. Sight Diagnostics Ltd Sample carrier for optical measurements
CA3022770A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 S.D. Sight Diagnostics Ltd Performing optical measurements on a sample
KR101855816B1 (en) * 2016-05-13 2018-05-10 주식회사 고영테크놀러지 Biological Tissue Inspection Apparatus and Method thereof
CN106289090B (en) * 2016-08-24 2018-10-09 广东工业大学 A kind of measuring device of dental resin planted agent variable field
US10481111B2 (en) 2016-10-21 2019-11-19 Kla-Tencor Corporation Calibration of a small angle X-ray scatterometry based metrology system
US11921272B2 (en) 2017-11-14 2024-03-05 S.D. Sight Diagnostics Ltd. Sample carrier for optical measurements
US11573304B2 (en) * 2018-04-27 2023-02-07 Liturex (Guangzhou) Co. Ltd LiDAR device with a dynamic spatial filter
EP3900284B1 (en) * 2018-12-17 2023-11-08 U-blox AG Estimating one or more characteristics of a communications channel

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213706A (en) * 1977-08-19 1980-07-22 The University Of Arizona Foundation Background compensating interferometer
US4304464A (en) * 1977-08-19 1981-12-08 The University Of Arizona Foundation Background compensating interferometer
US5708504A (en) * 1996-10-25 1998-01-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Interfering imaging spectrometer
US5760901A (en) * 1997-01-28 1998-06-02 Zetetic Institute Method and apparatus for confocal interference microscopy with background amplitude reduction and compensation

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JP2002539494A (en) 2002-11-19
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